近年のナノフォトニクス、表面等の偏光性励起子、二次元材料及びファンデルワールスヘテロ構造等の分野に対する深い研究に伴い、走査近接場光学顕微鏡(Scanning Near-field Optical Microscope, SNOM)これらの分野を研究するための不可欠な特徴づけ手段となっている。走査近接場光学顕微鏡はさんらんしきパターン#パターン#(s-SNOM)下の空間解像度は大幅に向上しましたが、実際の使用上はまだ非常に煩雑である。その背景には、米国Molecular Vista新たな世代を生み出しました散乱走査近接場光学顕微鏡Vista-SNOM!
従来の走査近接場光学顕微鏡とは異なり、Vista-SNOM専用ベース光誘起力顕微鏡(Photo-induced Force Microscope, PiFM)テクノロジープローブとサンプル間の双極子相互作用により試料表面の電界強度分布が直接得られ、遠視野光学検出器を必要としない。これは遠視野信号の干渉を根絶するだけでなく、像SNOMそのように複数の異なる帯域光検出器を配置する。光誘起力顕微鏡の検出端は紫外〜無線周波数にシームレスに適応でき、ユーザーは励起光をサンプルにどのように励起するかを考慮するだけである。
Vista−SNOMによる光誘起力顕微鏡モードでの実測電界強度結果はシミュレーション結果と高度に一致し、同時にs−SNOMモードも備えている。これにより、科学研究者はPiFM電界強度結果とs-SNOM電界強度結果を比較分析することができる。
s−SNOM散乱型走査近接場光学顕微鏡例
下図は金アルミニウム二量体がそれぞれ480 nmと633 nmの異なる偏光方向に励起した後の電界強度分布であり、図a、bの実測電界強度は図c、dの理論シミュレーションと一致するかどうか、金アルミニウム二量体間隔は5nm!
“Wavelength-dependent Optical Force Imaging of Bimetallic Al-Au Heterodimers,Nano Lett.2018”
上述のラマン信号の増強は主に局所表面プラズモン共鳴(LSPR)の電磁場増強に由来し、下図は銀粒子アレイに基づくひょうめんきょうかラマン基板(SERS)の電界強度分布を示し、図fのFWHM結果は光誘起力顕微鏡が実現したことを示している3.1nmの空間分解を行う。
Fabrication and near-field visualization of a waferscale dense plasmonic nanostructured array,RSC Adv.2018”