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光の倍音で見る世界

研究報告コード R993100451
掲載日 2002年9月30日
研究者
  • 水谷 五郎
研究者所属機関
  • 北陸先端科学技術大学院大学材料科学研究科
研究機関
  • 北陸先端科学技術大学院大学材料科学研究科
報告名称 光の倍音で見る世界
報告概要 光の倍音効果-光第二高調波発生(SHG)を用いた光学顕微鏡法(SH顕微鏡法)を表面科学に応用するため,超高真空で動作し,二次元の像が観察できるSH顕微鏡を開発し,この顕微鏡を用いて触媒反応表面,金属や半導体の微細構造,生物体を観察した。SH光強度の像は固体中,表面の分子の配向分布を表し,非平衡な現象による分子濃度などのかたより,流れ,配向の分布のパターンが観察できる。半導体技術と双璧をなす生物科学が扱う生物体試料も非対称な生体分子から構成されており,そのSH像は生物体内の特別な構造の分布を抽出観察するために有効である。今後は,顕微鏡の性能を詳しく確認し,時間幅の短いレーザー光源を用いてシグナルを強くし,積算時間を短くして測定をスピードアップする。光触媒TiO2,Ziegler-Natta触媒,気相法による有機物や半導体試料の結晶成長の観察を予定している。
画像

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研究分野
  • 電子顕微鏡,イオン顕微鏡
  • 光の屈折,反射,分散,偏向,吸収,透過
  • 生体の顕微鏡観察法
  • 金属組織観察法
関連発表論文 (1)M. Takabayashi, G. Mizutani, and S. Ushioda ”Azimuthal angle dependence of optical second harmonic intensity from a vicinal GaAs(001) wafer”, Optics Communications 133, 116-122 (1997).
(2)H. Hirose, G. Mizutani, S. Ushioda, Y. Yamazaki, and M. Miyake ”Raman study of the effect of intense laser irradiation on graphitized mesophase spherules”, Solid State Communications 101, 225-229 (1997)
(3)E. Kobayashi, G. Mizutani, and S. Ushioda ”Surface optical second harmonic generation from rutile TiO2(110) in air”, Jpn. J. Appl. Phys. 36(12A), 7250-7256 (1997).
(4)E. Kobayashi, G. Mizutani, and S. Ushioda ”Azimuthal angle dependence of the optical second harmonic intensity from the rutile TiO2(110) single crystal”, Technical Digest of CLEO/Pacific Rim'97, p.175 (1997)
(5)H. Tanaka, T. Miyazaki, G. Mizutani, and S. Ushioda ”Spectrum of the SH intensity from a glass-Au interface”, Technical Digest of CLEO/Pacific Rim'97, p.181 (1997)
(6)潮田資勝、水谷五郎 ”エリプソメトリーによる超薄膜の解析”「表面の構造解析」、八木克道編(丸善、平成10年)pp.243-247
(7)H. Tanaka, G. Mizutani, and S. Ushioda ”A new resonance of the surface SHG from GaAs(001) in air”, Surface Science 402-404, 533-536 (1998).
(8)E. Kobayashi, T. Wakasugi, G. Mizutani, and S. Ushioda ”Optical second harmonic spectroscopy of rutile TiO2(110) in air”, Surface Science 402-404, 537-541 (1998).
(9)H. Miyaoka, K. Hasebe, M. Sawada, H. Sano, H. Mori, G. Mizutani, S. Ushioda, N. Otuska, and M. Terano ”Raman spsectrum and normal mode analysis of α-TiCl3”, Vibrational Spectroscopy 17, 183 (1998)
(10)田中英樹、脇本裕之、宮崎俊彦、水谷五郎、潮田資勝 ”ガラス-Au界面からのSHGの励起光子エネルギー依存性”,真空、42(3),466(1999)
(11)大橋弘明、田中英樹、佐野陽之、水谷五郎、潮田資勝 ”光第二高調波発生(SHG)法によるGe/Ge-oxide界面の評価”,真空、42(3)301-304(1999)
(12)水谷五郎 ”光第二高調波発生…分子や結晶が奏でる倍音の世界”,理科教室、1999年3月号69頁
(13)H. Sano, G. Mizutani, S. Ushioda, T. Kitagawa, T. Kume, and S. Ushioda ”Enhancement of optical second harmonic response mediated by half-leaky guided modes”, Surface Science 427-428, 131-135 (1999)
(14)H. Tanaka, H. Wakimoto, T. Miyazaki, G. Mizutani, and S. Ushioda ”Excitation energy profile of the SH intensity from a glass-Au interface”, Surface Science 427-428, 147-151(1999)
(15)E. Kobayashi, K. Matsuda, G. Mizutani, and S. Ushioda ”SHG observation of rutile TiO2(110)/H2O interface under UV light illumination”, Surface Science 427-428, 294-297 (1999)
(16)G. Mizutani, Y. Sonoda, H. Sano, M. Sakamoto, T. Takahashi, and S. Ushioda ”Detection of starch granules in a living plant by optical second harmonic microscopy”, J. Lumin. (in press)
(17)S. Nakamura, K. Matsuda, T. Wakasugi, E. Kobayashi, G. Mizutani, S. Ushioda, T. Sekiya, and S. Kurita “Optical second harmonic generation from the anatase TiO2(101) face”, J. Lumin. (in press)
(18)H. Miyaoka, T. Kuze, H. Sano, H. Mori, G. Mizutani, S. Ushioda, N. Otsuka, and M. Terano “Raman spectrum of ball-milled α-TiCl3”, J. Lumin. (in press)
(19)H. Ohashi, H. Tanaka, H. sano, J. Taira, G. Mizutani, and S. Ushioda ”Study of the Ge(111)/GeO2 interface by optical second harmonic spectroscopy”, Surf. Sci. (in press)
研究制度
  • さきがけ研究21、「場と反応」領域/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 水谷 五郎. 光の倍音で見る世界. 「さきがけ研究21」研究報告会「場と反応」領域 講演要旨集(研究期間1996-1999),1999. p.57 - 68.

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