散乱型近接場光赤外顕微鏡 neaSCOPE

neaSCOPEは原子間力顕微鏡(AFM)と可視光からテラヘルツ波長域までのレーザ光源/検出器を組み合わせた装置で、AFMによる高分解能の構造・機械物性情報と同時に、10nmに迫る高空間分解能で有機分子の光の反射/吸収マッピング/スペクトル測定が可能です。
・AFMによるトポグラフィー、表面電位、弾性率測定
・可視光～赤外～テラヘルツ波領域での
　吸収/反射イメージングおよびスペクトル測定

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散乱型近接場赤外顕微鏡 neaSCOPE 特徴

・10nmに迫る高空間分解能での赤外光イメージングとFTIR(可視～テラヘルツ波まで対応可）
・原子力間顕微鏡による機械的特性評価と近接場による化学組成マッピングの同時測定
・サンプルの薄片化が不要（AFM測定に適合した表面状態を準備するだけで測定可能）
・チップ増強ラマン等各種AFMベースの分析手法と組み合わせ
・ワークフロー方式のソフトウェアにより簡単に測定が可能
・測定環境制御可能（加温、冷却、低真空、他）

仕様

neaSNOM構成

ナノFTIRスペクトル：650㎝^-1~2200cm^-1, 2400cm^-1~4200cm^-1
ナノイメージング：845cm^-1~2745cm^-1

neaSCOPE アプリケーション

ポリマーブレンドの高分解能イメージング

PMMA構造に着目した、波数1740cm^-1 によるイメージング。反射強度マッピングおよび吸収マッピングとともにAFM像と同時取得されます。SN比良く測定され、数十nmレベルの細かい構造まで組成情報を可視化できます。

Scan parameters: w=1740cm^-1 (λ=5.75µm)、Time constant (Lock-In): 0.52ms


AFM高さ像	近接場反射	近接場吸収

有機系異物のnano-FTIR測定

PMMA母材に付着した主成分をPDMSとする異物を母材の影響なく、高空間分解能で指紋領域スペクトルを取得。

また、同一サンプルでPMMA/シリコン界面を横断するようにラインスペクトルマッピング（20nmステップ30点）を行った際、界面近傍ではPMMA由来のピークが１ステップのうちに消失しており、上述の波数固定のイメージングだけでなく、分光においても高い空間分解能が確認されています。

SiC基板上グラフェンのプラズモン高分解能イメージング: AFMプローブを介して局所的に励起と検出を行い、グラフェン片の幅に応じて表面プラズモンの共振点を可視化するなど、プラズモンの分散状態を回折限界を超えた分解能でイメージング。
またゲートバイアスを印可しながら表面電位の変化に伴う分散の変化の様子も観察することができます。

引用元： J. Chen et al., Nature 487, p.77 (2012)

自由キャリア分布の可視化: 半導体においては、誘電率 e(ω) は自由キャリア濃度 n に依存することを利用し、赤外からテラヘルツ領域までキャリア濃度に応じて波長を選択し、トランジスタ（図は65nm単一FET）中の自由キャリア濃度をマッピングすることができます。

またDrudeモデルに基づき、キャリア濃度について、より直接的に定量的に迫ることが可能です。

引用元： A. Huber et al., Nano Lett. 8, 3766 (2008)

極薄膜蛋白質の同定: 単分子レベルの膜厚においても、スペクトルを取得し同定することが可能です。また厚みが10nmを切るような膜に対しても、高感度・高分解能に有意な分光測定を行った実績があります。

引用元：　 I. Amenabar et al. Nature Comm. (2013), 4, 2890