JP2009162604A - Carbon nanotube measurement apparatus - Google Patents

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Yasuyuki Watanabe
康之 渡邉
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately obtain a distribution of the chirality of SWNTs, and remove the undesired SWNTs in a sample in which the SWNTs are dispersed. <P>SOLUTION: As the sample is two-dimensionally moved, an excitation light wavelength, a photoluminescence (PL) wavelength and a photoluminescence (PL) intensity are measured in each minute region, and data having four dimensions such as a measurement position, the excitation light wavelength, the PL wavelength and the PL intensity is collected. A chiral index is obtained from a combination of the excitation light wavelength and the PL wavelength. A chirality distribution image is created and indicates a position of the PL intensity per chiral index (S4-S13). If a user designates the particular chirality (S15), the position in which the SWNT having the chirality exists is identified from the distribution image. The SWNT is burned by irradiating the position with a high-power laser light (S16, S17). The PL intensity is detected in the same position to enable the user to confirm whether burnout is completed (S18). <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、励起光の照射に応じて試料から放出されるフォトルミネッセンスを測定するフォトルミネッセンス測定装置を用いて、試料におけるカーボンナノチューブ(以下、CNTと略す)の存在や分布状態などを評価するカーボンナノチューブ測定装置に関する。   The present invention uses a photoluminescence measuring device that measures photoluminescence emitted from a sample in response to excitation light irradiation, and evaluates the presence and distribution of carbon nanotubes (hereinafter abbreviated as CNT) in a sample. The present invention relates to a nanotube measuring apparatus.

シングルカーボンナノチューブ(以下、SWNTと略す)は炭素六員環構造が連結した1枚の網目状のシート(グラフェンシート)が筒状に丸められた構造を有しているが、この丸まり方(カイラリティ)によって物性が大きく異なる。例えば炭素の六員環がチューブの軸に沿って並んでいる場合には金属としての特性を示し、炭素の六員環が軸の周りに螺旋状に並んでいる場合には半導体としての特性を示す。したがって、CNTを評価する上でカイラリティを調べることは重要であり、CNTを含む試料の特性を把握する上でカイラリティ分布を調べることが必要である。こうしたカイラリティ分布を測定することを目的の一つとして、従来、蛍光分光測定を利用した近赤外光フォトルミネッセンス測定装置が開発されている(例えば非特許文献1参照)。   A single carbon nanotube (hereinafter abbreviated as SWNT) has a structure in which a single net-like sheet (graphene sheet) connected with a carbon six-membered ring structure is rolled into a cylindrical shape. ) Physical properties vary greatly. For example, when carbon six-membered rings are arranged along the axis of the tube, it shows the characteristics as a metal, and when carbon six-membered rings are arranged in a spiral around the axis, the characteristics as a semiconductor are shown. Show. Therefore, it is important to examine the chirality in evaluating CNT, and it is necessary to examine the chirality distribution in order to grasp the characteristics of the sample containing CNT. As one of the purposes for measuring such chirality distribution, a near-infrared photoluminescence measuring device using fluorescence spectroscopic measurement has been conventionally developed (for example, see Non-Patent Document 1).

こうした装置に利用される従来の蛍光分光測定光学系は、例えば特許文献1などに開示されている。即ち、光源であるキセノンランプから発せられる白色光を励起側分光器で波長分散して取り出した特定波長の励起光を、試料室内にセットされた液体試料入りのキュベットセルや試料ホルダに保持した固体試料の中心部に照射する。この励起光の照射により試料から発せられる蛍光、燐光などによるフォトルミネッセンスは、励起光の入射光軸に対し約90°の位置に配置された蛍光側分光器に入射され、波長分散された上で波長毎にその強度が検出される。   A conventional fluorescence spectroscopic measurement optical system used for such an apparatus is disclosed in, for example, Patent Document 1. That is, solid light in which white light emitted from a xenon lamp, which is a light source, is extracted by wavelength dispersion using an excitation-side spectroscope and held in a cuvette cell or sample holder containing a liquid sample set in a sample chamber. Irradiate the center of the sample. Photoluminescence by fluorescence, phosphorescence, etc. emitted from the sample by this excitation light irradiation is incident on a fluorescence side spectrograph disposed at a position of about 90 ° with respect to the incident optical axis of the excitation light, and is wavelength-dispersed. The intensity is detected for each wavelength.

しかしながら、こうした光学系では、試料の一部分のみを励起することにより得られるフォトルミネッセンスしか測定することができない。担体中にCNTを分散させた後に調製又は合成して形成した薄膜状などの形態のデバイスでは、構造の異なるCNTが片寄って分布している可能性があるため、試料の或る1個所のみを測定した結果に基づいてカイラリティを評価すると正確性を欠くことになる。こうしたことから、デバイス上に分散したCNTの偏在を評価・確認できる装置が強く要望されている。   However, in such an optical system, only photoluminescence obtained by exciting only a part of the sample can be measured. In a device in the form of a thin film or the like that is formed by synthesizing or synthesizing CNTs in a carrier, CNTs with different structures may be distributed side by side. If the chirality is evaluated based on the measured result, accuracy is lost. Therefore, there is a strong demand for an apparatus that can evaluate and confirm the uneven distribution of CNTs dispersed on the device.

またSWNTのデバイスへの応用研究・開発においては、上述のように単にデバイス上のSWNTのカイラリティの分布をおおまかに調べるのみならず、さらに高度な性能・機能が求められている。   In addition, in SWNT device research and development, as described above, not only the SWNT chirality distribution on a device is roughly examined, but also higher performance and functions are required.

例えばSWNTを半導体LSIデバイスの配線として用いる場合、電極ゲート間に架橋して存在するSWNTはたかだか数本であり、デバイスの性能を評価する上で数本単位のSWNTのフォトルミネッセンスを測定可能な高い空間分解能を有する装置が要望される。また、デバイス上にSWNTを分布させる方法として基板上に直接SWNTを数本単位で成長させる方法があるが、SWNTはカイラリティによって太さや性質が相違するため、特定のカイラリティを有するSWNTを基板上にレイアウトさせたいようなことがある。上記のような方法でSWNTをデバイス上に分散させた場合に、ユーザが意図しない又は不所望のカイラリティを持つSWNTがデバイス上にレイアウトされてしまうこともあり、そうなると、そのデバイスは想定した性能や機能が得られないといった問題が起こる。そこで、上述のようにデバイス上にレイアウトされたSWNTのフォトルミネッセンスを数本単位で測定できることに加え、不所望のSWNTが存在した場合にそれを除去できるような機能を装置が有していると、評価用デバイスの作成などにおいて非常に有用である。   For example, when SWNT is used as a wiring of a semiconductor LSI device, there are at most several SWNTs that are cross-linked between electrode gates, and it is possible to measure the photoluminescence of several SWNTs in evaluating the performance of the device. A device having spatial resolution is desired. Further, as a method of distributing SWNTs on a device, there is a method of growing SWNTs in units of several directly on a substrate. Since SWNTs have different thicknesses and properties depending on the chirality, SWNTs having a specific chirality are formed on the substrate. There is something that I want to lay out. When SWNTs are distributed on a device by the method as described above, SWNTs having unintended or undesired chirality may be laid out on the device. The problem that the function cannot be obtained occurs. Therefore, in addition to being able to measure the photoluminescence of SWNTs laid out on the device in units of several units as described above, the apparatus has a function that can remove unwanted SWNTs if they exist. It is very useful for making evaluation devices.

特開2001−83093号公報JP 2001-83093 A 渡邉、大隅、池田、篠山、中川、「デベロップメント・オブ・ニア−インフラレッド・フォトルミネッセンス・スペクトロメータ(Development of Near-Infrared Photoluminescence Spectrometer)」、フラーレン・ナノチューブ研究会、第29回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム講演予稿集、平成17年7月25日Watanabe, Osumi, Ikeda, Sasayama, Nakagawa, “Development of Near-Infrared Photoluminescence Spectrometer”, Fullerene Nanotubes Study Group, 29th Fullerene Nanotubes General Symposium Lecture Proceedings, July 25, 2005

本発明は上記課題に鑑みて成されたものであり、その主たる目的は、試料についての二次元的なカイラリティ分布を高い空間分解能で求めるとともに特定のカイラリティを持つSWNTを除去することができるカーボンナノチューブ測定装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and its main object is to obtain a two-dimensional chirality distribution for a sample with high spatial resolution and to remove SWNTs having a specific chirality. It is to provide a measuring device.

上記課題を解決するために成された本発明は、カーボンナノチューブが分散された試料の評価を行うとともに該試料に対して操作を行うことが可能なカーボンナノチューブ測定装置であって、
a)試料に所定波長の励起光を照射する光照射手段、及び前記励起光の照射に応じて試料から放出されるフォトルミネッセンスの強度を検出する検出手段を含む測定光学系と、
b)試料上での励起光の照射位置及びフォトルミネッセンスの強度検出位置を走査するために、試料又は前記測定光学系の少なくともいずれか一方を二次元的に移動するための移動手段と、
c)所定の波長範囲に亘る励起光の波長走査を行いつつフォトルミネッセンスの強度を検出した結果に基づいて、励起光波長、フォトルミネッセンス波長、フォトルミネッセンス強度を組とするデータを収集し、励起波長とフォトルミネッセンス波長の組み合わせからカーボンナノチューブを特徴付けるカイラリティを算出するカイラリティ算出手段と、
d)前記移動手段による位置の走査毎に前記カイラリティ算出手段により当該位置におけるカイラリティを求め、各カイラリティ毎に試料上でのフォトルミネッセンス強度の分布を示す画像情報を作成する二次元分布情報取得手段と、
e)前記二次元分布情報取得手段により得られた画像情報に基づいて、特定のカイラリティが存在する位置、又は特定のカイラリティが存在する範囲の中の特定の位置に前記光照射手段による光が照射されるように前記移動手段を制御し、該光照射手段の照射光の出力を励起光照射時よりも増加させて試料上に光を照射することにより特定のカーボンナノチューブを焼却する選択的除去手段と、
を備えることを特徴としている。
The present invention made to solve the above problems is a carbon nanotube measuring apparatus capable of evaluating a sample in which carbon nanotubes are dispersed and performing an operation on the sample,
a) a measurement optical system including a light irradiation means for irradiating a sample with excitation light of a predetermined wavelength, and a detection means for detecting the intensity of photoluminescence emitted from the sample in response to the irradiation of the excitation light;
b) a moving means for moving two-dimensionally at least one of the sample and the measurement optical system in order to scan the irradiation position of the excitation light and the photoluminescence intensity detection position on the sample;
c) Based on the result of detecting the intensity of the photoluminescence while scanning the wavelength of the excitation light over a predetermined wavelength range, collect data consisting of the excitation light wavelength, the photoluminescence wavelength, and the photoluminescence intensity as a set, and the excitation wavelength. A chirality calculating means for calculating the chirality characterizing the carbon nanotube from the combination of the photoluminescence wavelength and the photoluminescence wavelength;
d) two-dimensional distribution information acquisition means for obtaining chirality at the position by the chirality calculating means for each scanning of the position by the moving means, and creating image information indicating the distribution of photoluminescence intensity on the sample for each chirality; ,
e) Based on the image information obtained by the two-dimensional distribution information acquisition means, the light irradiation means irradiates a position where a specific chirality exists or a specific position within a range where the specific chirality exists. And selectively removing means for burning specific carbon nanotubes by controlling the moving means and increasing the output of the irradiation light of the light irradiation means as compared with the time of excitation light irradiation and irradiating the sample with light. When,
It is characterized by having.

本発明に係るカーボンナノチューブ測定装置の第1の態様として、前記選択的除去手段は、特定のカイラリティをユーザが指定するための指定手段と、該指定手段により指定されたカイラリティが存在する位置を、前記二次元分布情報取得手段により得られた画像情報を用いて特定する位置特定手段と、を含む構成とすることができる。   As a first aspect of the carbon nanotube measurement apparatus according to the present invention, the selective removal means includes a designation means for the user to designate a specific chirality, and a position where the chirality designated by the designation means exists. And a position specifying means for specifying using the image information obtained by the two-dimensional distribution information acquiring means.

本発明に係るカーボンナノチューブ測定装置の第2の態様として、前記選択的除去手段は、前記二次元分布情報取得手段により作成された画像情報を画面上に表示する画像表示手段と、該画像表示手段に表示された特定のカイラリティに対する画像情報の中で特定の位置をユーザが指定するための指定手段と、を含む構成とすることができる。   As a second aspect of the carbon nanotube measurement apparatus according to the present invention, the selective removal means includes an image display means for displaying the image information created by the two-dimensional distribution information acquisition means on a screen, and the image display means. And specifying means for the user to specify a specific position in the image information for the specific chirality displayed on the screen.

本発明に係るカーボンナノチューブ測定装置において、上記光照射手段は例えばチタン−サファイアレーザなどの、そのレーザ出力を少なくともカーボンナノチューブを焼却可能である程度まで上げることが可能であるレーザ光源を含むものとするとよい。また、上記光照射手段は、試料上でのスポット径を数μm程度の微小レベルまで絞ることが可能なレンズ光学系を含むことが好ましい。これによれば、試料上の数μm□程度の微小サイズ毎に、その範囲に存在するCNTのカイラリティを求めることができる。   In the carbon nanotube measuring apparatus according to the present invention, the light irradiating means may include a laser light source such as a titanium-sapphire laser, which can raise its laser output to a certain extent at which carbon nanotubes can be burned. The light irradiating means preferably includes a lens optical system capable of reducing the spot diameter on the sample to a minute level of about several μm. According to this, the chirality of the CNT existing in the range can be obtained for every minute size of about several μm □ on the sample.

上記移動手段は、試料を互いに直交する二軸方向(X軸方向、Y軸方向)にそれぞれ移動させる、モータ等の駆動源を含む移動機構とすることができる。上記光照射手段により試料上に照射される励起光のスポット経がdである場合、上記移動手段は試料をX軸方向、Y軸方向にそれぞれd又はそれよりも少し小さいステップ幅ずつ移動可能であるようにすれば、試料の二次元面(X−Y面)全体についてのフォトルミネッセンス強度の測定をほぼ漏れなく行うことができる。   The moving means may be a moving mechanism including a driving source such as a motor that moves the sample in two axial directions (X-axis direction and Y-axis direction) orthogonal to each other. When the spot length of the excitation light irradiated onto the sample by the light irradiating means is d, the moving means can move the sample in the X axis direction and the Y axis direction by d or slightly smaller step widths, respectively. If it makes it, it can measure the photoluminescence intensity about the whole two-dimensional surface (XY plane) of a sample almost without omission.

異なる構造や特性のSWNTは、それぞれ特有の励起波長とフォトルミネッセンス波長との組合せにおいてフォトルミネッセンス強度ピークを持つことが知られている。またカーボンナノチューブの構造や特性は、具体的には例えばカイラル指数等で表現されるカイラリティで以て表すことができる。そこで、励起光の波長を所定範囲(例えば700〜1000nmの範囲)で走査し、フォトルミネッセンス強度ピークが発生するような励起波長とフォトルミネッセンス波長との組合せを調べ、その組合せをカイラリティ(カイラル指数)に変換する。上述のように試料をX−Y面内で移動させつつ各位置で同様に測定を繰り返すことで、各位置に存在するSWNTのカイラリティが求まるから、二次元分布情報取得手段は、カイラリティ毎に試料上でのフォトルミネッセンス強度の分布を示す画像情報を作成する。   SWNTs having different structures and characteristics are known to have a photoluminescence intensity peak in each combination of a unique excitation wavelength and a photoluminescence wavelength. Further, the structure and characteristics of the carbon nanotube can be specifically expressed by, for example, chirality expressed by a chiral index or the like. Therefore, the wavelength of the excitation light is scanned in a predetermined range (for example, in the range of 700 to 1000 nm), the combination of the excitation wavelength and the photoluminescence wavelength at which a photoluminescence intensity peak is generated is examined, and the combination is chirality (chiral index). Convert to As described above, the SWNT chirality existing at each position can be obtained by repeating the measurement at each position while moving the sample in the XY plane. Image information indicating the distribution of the photoluminescence intensity is created.

上記第1の態様のカーボンナノチューブ測定装置では、上記画像情報を例えば表示手段の画面に表示することでユーザに提示すると、ユーザはこの表示により不所望のカイラリティが存在するか否か等について確認し、必要に応じて指定手段により除去したいカイラリティを指定する。カイラリティが指定されると、位置特定手段はそのカイラリティが存在する位置を特定する。そして、選択的除去手段は、移動手段によりその位置に光が当たるように移動手段を動作させ、その上で光照射手段により先の測定時よりも高い出力で光を照射するように光照射手段を駆動する。これにより、その位置に存在するSWNTのみが熱により焼却されて試料上から除去される。同じカイラリティが複数の位置に存在する場合には、これを繰り返すことでそのカイラリティを持つSWNTを除去することができる。   In the carbon nanotube measuring apparatus of the first aspect, when the image information is presented to the user by displaying it on the screen of the display means, for example, the user confirms whether or not there is an undesired chirality by this display. If necessary, specify the chirality to be removed by specifying means. When chirality is designated, the position specifying means specifies the position where the chirality exists. Then, the selective removal means operates the moving means so that the light hits the position by the moving means, and then the light irradiating means emits light with a higher output than the previous measurement by the light irradiating means. Drive. As a result, only the SWNT present at that position is incinerated by heat and removed from the sample. When the same chirality exists at a plurality of positions, the SWNT having that chirality can be removed by repeating this process.

また上記第2の態様のカーボンナノチューブ測定装置では、表示手段の画面上に任意のカイラリティの分布画像を表示し、その上でユーザが指定手段により特定のカイラリティの存在する範囲の中の特定の位置を指定すると、その位置について上記と同様にSWNTの焼却が実施される。   In the carbon nanotube measuring apparatus according to the second aspect, a distribution image of an arbitrary chirality is displayed on the screen of the display unit, and then the user selects a specific position within a range where the specific chirality exists by the specifying unit. Is designated, the SWNT is incinerated in the same manner as described above.

本発明に係るカーボンナノチューブ測定装置によれば、SWNTの種類毎、つまりカイラリティ毎の分布状況を一目で確認することができるので、例えば作製したデバイスの評価を簡便に且つ効率的に行うことができる。さらにまた、ユーザにとって意図しない又は不所望の種類のSWNTがデバイス上の一部にレイアウトされている場合に、そのSWNTのみを選択的にデバイス上から除去することも可能である。したがって、例えばCNTを分散させて作製した評価用デバイスを一旦評価した上で、必要に応じて、その性能を意図するように発揮させるべく該評価用デバイス上のSWNTのレイアウトを操作することができる。即ち、デバイスの単なる評価にとどまらず、デバイスの物理的な修正も可能な高機能な装置を提供することができる。   According to the carbon nanotube measuring apparatus according to the present invention, it is possible to confirm at a glance the distribution state for each type of SWNT, that is, for each chirality, and thus, for example, the manufactured device can be evaluated easily and efficiently. . Furthermore, when a SWNT of an unintended or undesired type for the user is laid out in a part on the device, only the SWNT can be selectively removed from the device. Therefore, for example, once an evaluation device manufactured by dispersing CNTs is evaluated, the layout of the SWNT on the evaluation device can be manipulated as needed to exert its performance as intended. . That is, it is possible to provide a highly functional apparatus capable of not only evaluating a device but also physically modifying the device.

なお、本発明はシングルカーボンナノチューブ(SWNT)のみを対象とするのではなく、ダブルカーボンナノチューブ(DWNT)、多層ナノチューブなどのナノチューブ全般、またそのほかに、フォトルミネッセンス波長領域を広げることにより、フラーレンを内包したナノチューブであるピーポッドなどにも適用が可能である。   The present invention is not limited to single carbon nanotubes (SWNT), but includes nanotubes such as double carbon nanotubes (DWNT) and multi-walled nanotubes in addition to full photoluminescence wavelength region. The present invention can also be applied to peapods, etc., which are nanotubes.

以下、本発明に係るCNT測定装置の一実施例について図面を参照して説明する。
図1は本実施例によるCNT測定装置の要部の概略構成図、図2は図1中のポリクロメータの光路構成図である。
Hereinafter, an embodiment of a CNT measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the main part of the CNT measuring apparatus according to the present embodiment, and FIG. 2 is an optical path configuration diagram of the polychromator in FIG.

波長可変レーザ光源7は制御部20により制御されるレーザ駆動部8によって駆動される。このレーザ光源7から出射されたレーザ光は、プローブヘッド6に含まれるコリメートレンズにより集光され、シングルモードファイバを介して落射型顕微鏡5に導かれる。落射型顕微鏡5の内部でレーザ光は平行光化され、近赤外用対物レンズ4により数μm程度の微小経のスポットとして、ステージ2の上に載置された試料1に照射される。波長可変レーザ光源7としては例えば最大で数W程度の出力を有するチタン−サファイアレーザが使用され、このレーザ光の波長は波長駆動部9による制御によって所定波長範囲(700〜1000nm程度)で可変である。   The wavelength tunable laser light source 7 is driven by a laser driving unit 8 controlled by the control unit 20. The laser light emitted from the laser light source 7 is collected by a collimating lens included in the probe head 6 and guided to the epi-illumination microscope 5 through a single mode fiber. The laser beam is collimated inside the epi-illumination microscope 5 and is irradiated onto the sample 1 placed on the stage 2 as a spot having a diameter of about several μm by the near-infrared objective lens 4. As the wavelength tunable laser light source 7, for example, a titanium-sapphire laser having an output of about several W at the maximum is used, and the wavelength of the laser light can be varied in a predetermined wavelength range (about 700 to 1000 nm) by control by the wavelength driving unit 9. is there.

波長可変レーザ光源7から出射されたレーザ光の一部はハーフミラー10で取り出され、モニタ検出器11に導入される。モニタ検出器11の検出信号は制御部20にフィードバックされ、これにより例えばレーザ光源7からの出射光の出力が所望の値になるように制御される。   A part of the laser light emitted from the wavelength tunable laser light source 7 is extracted by the half mirror 10 and introduced into the monitor detector 11. The detection signal of the monitor detector 11 is fed back to the control unit 20, and thereby, for example, the output of the emitted light from the laser light source 7 is controlled to a desired value.

試料1は例えばSWNTが分散された薄膜状のデバイスである。この試料1が載置されるステージ2は互いに直交するX軸、Y軸の二軸方向にそれぞれ移動可能な構造となっており、ステッピングモータ等の駆動源を含むステージX−Y駆動部3(本発明における移動手段に相当)により制御部20の指令に応じて移動される。上述したような近赤外用対物レンズ4によるレーザ光の照射位置は決まっているから、ステージ2がX軸、Y軸方向にそれぞれ移動されることで、試料1上においてレーザ光が当たる微小領域は二次元的に移動することになる。   Sample 1 is, for example, a thin film device in which SWNTs are dispersed. The stage 2 on which the sample 1 is placed has a structure that can move in two directions, ie, an X axis and a Y axis that are orthogonal to each other, and a stage XY drive unit 3 (including a drive source such as a stepping motor). It is moved in accordance with a command from the control unit 20 by the movement means in the present invention. Since the irradiation position of the laser beam by the near-infrared objective lens 4 as described above is determined, the minute region where the laser beam strikes on the sample 1 by moving the stage 2 in the X-axis and Y-axis directions respectively. It will move in two dimensions.

上述したような励起レーザ光の照射に応じて試料1から発生する蛍光や燐光などによるフォトルミネッセンスは、上述した励起レーザ光と同じ経路を反対に辿り、プローブヘッド6で出射側シングルモードファイバを介してコリメートレンズにより集光されてポリクロメータ12に導入される。   Photoluminescence by fluorescence or phosphorescence generated from the sample 1 in response to the irradiation of the excitation laser beam as described above follows the same path as the excitation laser beam as described above, and the probe head 6 passes through the emission-side single mode fiber. Then, the light is condensed by the collimating lens and introduced into the polychromator 12.

図2に示すように、ポリクロメータ12において、光(フォトルミネッセンス)はトロイダル鏡121により集光され、ミラー122を経てスリット123を通過し、さらにミラー124を経て回折格子125に導入される。回折格子125で波長分散された光は凹面ミラー126を経て、シリンドリカルレンズ127で紙面に直交する方向に集光され、波長分散状態を維持して多数の受光素子がアレイ状に配列された検出器13に入射する。したがって、ポリクロメータ12に導入されたフォトルミネッセンスに由来する所定波長範囲の分散光は、検出器13で一斉に検出されて波長毎の強度に応じた検出信号が出力される。この検出器13としては、例えばインジウムガリウムヒ素(InGaAs)アレイ検出器を利用することができる。   As shown in FIG. 2, in the polychromator 12, light (photoluminescence) is collected by a toroidal mirror 121, passes through a slit 123 through a mirror 122, and is further introduced into a diffraction grating 125 through a mirror 124. The light wavelength-dispersed by the diffraction grating 125 passes through the concave mirror 126 and is condensed by the cylindrical lens 127 in a direction orthogonal to the paper surface, and a detector in which a large number of light receiving elements are arranged in an array while maintaining the wavelength dispersion state. 13 is incident. Therefore, the dispersed light in the predetermined wavelength range derived from the photoluminescence introduced into the polychromator 12 is detected all at once by the detector 13 and a detection signal corresponding to the intensity for each wavelength is output. As this detector 13, for example, an indium gallium arsenide (InGaAs) array detector can be used.

検出器13による波長毎の検出信号はA/D変換器14によりそれぞれデジタルデータに変換され、データ処理部23に入力される。データ処理部23は、機能として、データ収集部24、カイラリティ算出部25、分布画像作成部26などを含み、これら各部で得られたデータや結果は制御部20に送られ、制御部20に接続された表示部22の画面上に表示される。このデータ処理部23及び全体の制御を司る制御部20の機能の殆ど全て又は一部はパーソナルコンピュータで具現化することができ、このコンピュータにインストールされた専用の制御/処理ソフトウエアを実行することでその機能を実現することができる。   A detection signal for each wavelength by the detector 13 is converted into digital data by the A / D converter 14 and input to the data processing unit 23. The data processing unit 23 includes a data collection unit 24, a chirality calculation unit 25, a distribution image creation unit 26, and the like as functions. Data and results obtained by these units are sent to the control unit 20 and connected to the control unit 20. Is displayed on the screen of the displayed display unit 22. Almost all or a part of the functions of the data processing unit 23 and the control unit 20 that controls the whole can be realized by a personal computer, and dedicated control / processing software installed in the computer is executed. The function can be realized.

次に、本実施例のCNT測定装置における特徴的な動作の一例を図3〜図7を用いて説明する。図3はこの動作のための制御・処理フローチャートである。   Next, an example of a characteristic operation in the CNT measuring apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a control / processing flowchart for this operation.

ユーザが試料(測定対象のデバイス)1をステージ2上に載置すると(ステップS1)、落射型顕微鏡5により取得される試料1上の拡大画像が表示部22の画面上に表示される(ステップS2)。ユーザは操作部21により、この画面上で測定したい範囲を設定し測定開始を指示する(ステップS3)。この指示を受けた制御部20は試料1が設定された測定範囲内の初期位置(測定開始位置)にセットされるようにステージX−Y駆動部3に制御信号を送り、これに応じて試料1上の区画〔0,0〕に励起光が当たるようにステージ2は移動される(ステップS4)。いま図4に示すように測定範囲が矩形状に設定されたとすると、その測定範囲の一隅にあるd×dのサイズの区画〔0,0〕が測定開始位置である。ここで、励起レーザ光のスポット径は数μmであるとし、dも同じく数μmであるとする。   When the user places the sample (device to be measured) 1 on the stage 2 (step S1), an enlarged image on the sample 1 obtained by the episcopic microscope 5 is displayed on the screen of the display unit 22 (step S1). S2). The user uses the operation unit 21 to set a range to be measured on this screen and instruct measurement start (step S3). Upon receiving this instruction, the control unit 20 sends a control signal to the stage XY drive unit 3 so that the sample 1 is set at an initial position (measurement start position) within the set measurement range, and the sample is accordingly sent. The stage 2 is moved so that the excitation light strikes the section [0, 0] on 1 (step S4). If the measurement range is set to a rectangular shape as shown in FIG. 4, a section [0, 0] having a size of d × d at one corner of the measurement range is a measurement start position. Here, it is assumed that the spot diameter of the excitation laser beam is several μm, and d is also several μm.

その状態で制御部20はレーザ光源7の波長を励起波長範囲λ1〜λ2の下限である開始波長λ1(例えば700nm)に設定し、所定の出力(例えば数mW程度)で以て励起レーザ光を試料1に照射する(ステップS5)。励起レーザ光は試料1上の区画〔0,0〕に当たり、その範囲からフォトルミネッセンスが発せられてその強度スペクトル(フォトルミネッセンス波長(以下PL波長という)−フォトルミネッセンス強度(以下PL強度という))が検出器13で検出される。データ収集部24は、励起波長−PL波長−PL強度の情報を有するデータを取り込んで蓄積する(ステップS6)。   In this state, the control unit 20 sets the wavelength of the laser light source 7 to the start wavelength λ1 (for example, 700 nm) which is the lower limit of the excitation wavelength range λ1 to λ2, and emits the excitation laser light with a predetermined output (for example, about several mW). The sample 1 is irradiated (step S5). The excitation laser light hits the section [0, 0] on the sample 1, and photoluminescence is emitted from the range, and its intensity spectrum (photoluminescence wavelength (hereinafter referred to as PL wavelength) -photoluminescence intensity (hereinafter referred to as PL intensity)). It is detected by the detector 13. The data collection unit 24 captures and stores data having information of excitation wavelength-PL wavelength-PL intensity (step S6).

1つの励起波長についての測定を終えたら、励起波長が波長範囲の上限である終了波長λ2(例えば1000nm)であるか否かを判定し(ステップS7)、終了波長λ2でなければ励起波長を所定の波長ステップ幅Δλだけ次の波長に変更して(ステップS8)ステップS6へと戻る。そして、上述のように試料1上の区画〔0,0〕に励起光を照射して、励起波長変更後のPL強度を測定する。ステップS6→S7→S8の処理を繰り返し、励起波長が終了波長λ2に達するとステップS7からS9へと進み、測定位置〔i,i〕のデータを確定する。ここでは、図4に示すように、X軸、Y軸方向それぞれにp+1個の区画が存在するとし、i=0〜pであるとする。つまり、始めに区画〔0,0〕のデータが確定する。   When the measurement for one excitation wavelength is completed, it is determined whether or not the excitation wavelength is an end wavelength λ2 (for example, 1000 nm) that is the upper limit of the wavelength range (step S7). Is changed to the next wavelength by the wavelength step width Δλ (step S8), and the process returns to step S6. Then, as described above, the section [0, 0] on the sample 1 is irradiated with excitation light, and the PL intensity after changing the excitation wavelength is measured. Steps S6 → S7 → S8 are repeated, and when the excitation wavelength reaches the end wavelength λ2, the process proceeds from step S7 to S9, and the data at the measurement position [i, i] is determined. Here, as shown in FIG. 4, it is assumed that there are p + 1 sections in the X-axis and Y-axis directions, and i = 0 to p. That is, first, the data of the partition [0, 0] is determined.

測定位置の走査は、図4中に矢印で示すように、〔0,0〕→ … →〔0,p〕→〔1,p〕→ … →〔1,0〕→〔2,0〕→… と順に行うものとし、測定終了位置が〔p,p〕である。そこで、次に制御部20は測定終了位置であるか否かを判定し(ステップS10)、測定終了位置でなければ次の測定位置へ移動するようにステージ2を駆動するべくステージX−Y駆動部3を制御し((ステップS11)、ステップS5へと戻る。ステップS5〜S11の処理を繰り返すことで、図4において格子状に区画して示した各微小領域で上述したようなフォトルミネッセンスの測定を行い、測定終了位置の〔p,p〕におけるフォトルミネッセンスの測定を終えたならばステップS10からS12へと進む。   As shown by arrows in FIG. 4, the scan of the measurement position is [0, 0] →... [0, p] → [1, p] →... → [1, 0] → [2, 0] → The measurement end position is [p, p]. Therefore, next, the control unit 20 determines whether or not it is the measurement end position (step S10), and if it is not the measurement end position, the stage XY drive is performed to drive the stage 2 so as to move to the next measurement position. The unit 3 is controlled ((Step S11), and the process returns to Step S5. By repeating the processes of Steps S5 to S11, the photoluminescence as described above is performed in each minute region shown in a lattice shape in FIG. If measurement is performed and measurement of photoluminescence at the measurement end position [p, p] is completed, the process proceeds from step S10 to step S12.

なお、図4に示した全ての区画についてそれぞれフォトルミネッセンス測定を行いさえすれば、各区画の移動手順は上記記載のものに限らない。また、図4では、励起光のスポット径と各区画の一辺のサイズをほぼ同じとしているが、前者又は後者を少し大きく設定しても構わない。   Note that the procedure for moving each section is not limited to that described above as long as the photoluminescence measurement is performed for all the sections shown in FIG. In FIG. 4, the spot diameter of the excitation light and the size of one side of each section are substantially the same, but the former or the latter may be set slightly larger.

上述したステップS4〜S11により得られるデータは、上述したように、励起波長、PL波長、及びPL強度の3つのディメンジョンに、さらに測定対象の区画の位置情報を加えた4つのディメンジョンを持つデータである。即ち、上述のようなフォトルミネッセンス測定により、データ処理部23においてデータ収集部24では4つのディメンジョンを持つデータが収集されて保存される(ステップS12)。   As described above, the data obtained in steps S4 to S11 described above is data having four dimensions obtained by adding the position information of the section to be measured to the three dimensions of the excitation wavelength, the PL wavelength, and the PL intensity. is there. That is, by the photoluminescence measurement as described above, data having four dimensions is collected and stored in the data collection unit 24 in the data processing unit 23 (step S12).

試料1に含まれるSWNTにはカイラリティが相違する幾つもの種類が存在し、それぞれ特有の励起波長とPL波長との組合せにおいてPL強度ピークが観測される。そこで、例えば図5(a)に示すように、縦軸に励起波長、横軸にPL波長、紙面に垂直な軸にPL強度をとった3次元グラフを各区画(測定位置)毎に作成することができる。また、特定の励起波長に着目して、図5(b)に示すように、縦軸にPL強度、横軸にPL波長をとった2次元グラフを作成することもできる。   There are several kinds of SWNTs included in the sample 1 having different chiralities, and a PL intensity peak is observed in each combination of a specific excitation wavelength and a PL wavelength. Therefore, for example, as shown in FIG. 5A, a three-dimensional graph is created for each section (measurement position) where the vertical axis indicates the excitation wavelength, the horizontal axis indicates the PL wavelength, and the axis perpendicular to the paper surface indicates the PL intensity. be able to. Further, paying attention to a specific excitation wavelength, as shown in FIG. 5B, a two-dimensional graph with the PL intensity on the vertical axis and the PL wavelength on the horizontal axis can be created.

SWNTの構造や特性の相違はカイラリティの指標であるカイラル指数(n,m)で以て定義される。つまり、励起波長とPL波長との組合せとカイラル指数とは一対一に対応している。例えば図6は図5(a)のような3次元グラフを実測結果に基づいて作成したものであるが、図中で特定のSWNTが存在する場合に○印で示す座標にPL強度ピークが存在することを示している。こうしたことから、励起波長とPL波長との組合せはカイラル指数に置き換えることができ、カイラリティ算出部25ではこのような変換を行って、カイラル指数、測定位置情報、PL強度、というディメンジョンを持つデータを求める。そして、分布画像作成部26は、カイラル指数毎に、測定位置情報、PL強度、のディメンジョンを持つデータを整理し、横軸にX軸方向位置、縦軸にY軸方向位置をとり、PL強度を等高線表示、濃淡表示、又は色違い表示するような、試料1の測定範囲に対応した分布画像を作成する(ステップS13)。   The difference in the structure and characteristics of SWNT is defined by the chiral index (n, m) which is an index of chirality. That is, the combination of the excitation wavelength and the PL wavelength and the chiral index have a one-to-one correspondence. For example, FIG. 6 is a three-dimensional graph as shown in FIG. 5A created based on the actual measurement results. When a specific SWNT exists in the figure, a PL intensity peak exists at the coordinates indicated by a circle. It shows that For this reason, the combination of the excitation wavelength and the PL wavelength can be replaced with a chiral index, and the chirality calculation unit 25 performs such a conversion to obtain data having dimensions such as the chiral index, measurement position information, and PL intensity. Ask. Then, the distribution image creation unit 26 organizes data having dimensions of measurement position information and PL intensity for each chiral index, takes the X axis direction position on the horizontal axis and the Y axis direction position on the vertical axis, and the PL intensity. A distribution image corresponding to the measurement range of the sample 1 is generated so as to display contour lines, shades, or different colors (step S13).

つまり、求まったカイラル指数の数だけ分布画像が作成される。この分布画像によれば、任意のカイラル指数を持つSWNTが、試料1の測定範囲全体でどのように分布しているのか、を一目で確認することができ、特定の構造のSWNTの偏在や均一性を容易に評価することができる。こうして作成されたカイラリティ分布画像は、ユーザが操作部21からカイラル指数を指定することで表示部22の画面上に表示される(ステップS14)。なお、例えばタブ形式で複数のカイラリティ分布画像が選択容易に表示される等、表示の形式は適宜に変えることができる。   That is, as many distribution images as the number of obtained chiral indices are created. According to this distribution image, it is possible to confirm at a glance how SWNTs having an arbitrary chiral index are distributed over the entire measurement range of the sample 1, and uneven distribution and uniform distribution of SWNTs having a specific structure. Can be easily evaluated. The chirality distribution image thus created is displayed on the screen of the display unit 22 when the user designates a chiral index from the operation unit 21 (step S14). Note that the display format can be changed as appropriate, for example, a plurality of chirality distribution images can be easily displayed in a tab format.

単に試料1上のSWNTのカイラリティの分布状況を調べたい場合にはステップS14までで終わりであるが、本実施例のCNT測定装置では、さらに特定のカイラリティを有するSWNTを除去する機能を有している。即ち、ユーザが上述のようにカイラル指数毎にカイラリティ分布画像を確認した上で意図しないカイラリティを持つSWNTが試料1にレイアウトされていることが判明した場合に、操作部21からそのカイラリティを指定する(ステップS15)。   When it is simply desired to investigate the distribution state of the SWNT chirality on the sample 1, the process ends up to step S14. However, the CNT measuring apparatus of this embodiment further has a function of removing SWNTs having a specific chirality. Yes. That is, when the user confirms the chirality distribution image for each chiral index as described above and finds that the SWNT having an unintended chirality is laid out on the sample 1, the chirality is designated from the operation unit 21. (Step S15).

すると制御部20は、指定されたカイラリティの分布画像から該カイラリティを有するSWNTが存在する位置、つまり区画〔x、y〕を特定する。例えば、或るカイラリティ分布画像が図7に示すものである場合、〔x1、y1〕、〔x2、y2〕の2個所がそのカイラリティの存在する位置、つまり焼却位置として抽出される。その後、制御部20はまずその焼却位置の1つである〔x1、y1〕にレーザ光が当たるようにステージ2を移動させるべくステージX−Y駆動部3を制御する(ステップS16)。   Then, the control unit 20 specifies the position where the SWNT having the chirality exists, that is, the section [x, y], from the distribution image of the designated chirality. For example, when a certain chirality distribution image is as shown in FIG. 7, two locations [x1, y1] and [x2, y2] are extracted as positions where the chirality exists, that is, incineration positions. Thereafter, the control unit 20 first controls the stage XY drive unit 3 to move the stage 2 so that the laser beam hits one of the incineration positions [x1, y1] (step S16).

これにより、試料1が移動した後、制御部20はレーザ光の出力を先のフォトルミネッセンス測定時よりもかなり大きい、例えば10W程度に設定した上で、所定時間レーザ光照射を行うようにレーザ駆動部8を制御する(ステップS17)。これにより、レーザ光源7から出射したレーザ光が上記焼却位置に当たると、その位置の温度が急速に上昇しSWNTが焼却される。その後に、同位置においてレーザ光の出力を上述の励起光レベルまで下げ、励起光の波長走査に伴うフォトルミネッセンス測定を実行する。その測定結果からフォトルミネッセンス強度ピークがあるか否かを判断し、もしその強度ピークがなくなっていれば焼却が完了したと判断する(ステップS18でYES)。   Thereby, after the sample 1 moves, the control unit 20 sets the output of the laser beam to be considerably larger than that at the time of the previous photoluminescence measurement, for example, about 10 W, and performs laser driving so that the laser beam irradiation is performed for a predetermined time. The unit 8 is controlled (step S17). Thus, when the laser light emitted from the laser light source 7 hits the incineration position, the temperature at that position rises rapidly and the SWNT is incinerated. Thereafter, the output of the laser beam is lowered to the above-described excitation light level at the same position, and photoluminescence measurement accompanying the wavelength scanning of the excitation light is performed. From the measurement result, it is determined whether or not there is a photoluminescence intensity peak. If the intensity peak disappears, it is determined that incineration has been completed (YES in step S18).

一方、未だフォトルミネッセンス強度ピークがある場合には、先の焼却が十分でないと考えられるため、ステップS17へ戻り、レーザ光出力を先の焼却動作時よりも少し増加させたりレーザ光照射時間を長くしたりして再度焼却を試みる。   On the other hand, if there is still a photoluminescence intensity peak, it is considered that the previous incineration is not sufficient, so the process returns to step S17, where the laser light output is slightly increased or the laser light irradiation time is lengthened compared to the previous incineration operation. Or try to incinerate again.

ステップS18で焼却が行われていることが確認されていれば、次に別の焼却位置の有無を判定し(ステップ19)、別の焼却位置があればステップS16へと戻って上記と同様に、別の焼却位置に対するレーザ光照射によりSWNTを焼却する。したがって、例えば図7の例の場合、まず〔x1、y1〕の位置の焼却を実施した後、〔x2、y2〕の位置の焼却を実施する。そして、指定されたカイラリティに対応する全ての焼却位置についての焼却が終了したならば(ステップS19でYES)処理を終了する。   If it is confirmed in step S18 that the incineration is being performed, the presence / absence of another incineration position is then determined (step 19), and if there is another incineration position, the process returns to step S16 and the same as described above. The SWNT is incinerated by irradiating a laser beam to another incineration position. Therefore, for example, in the case of the example in FIG. 7, first, incineration at the position [x1, y1] is performed, and then incineration at the position [x2, y2] is performed. If the incineration for all the incineration positions corresponding to the designated chirality is completed (YES in step S19), the process ends.

以上のようにして、本実施例のCNT測定装置によれば、試料1上にレイアウトされている各種構造のSWNTの中で、ユーザが意図しない又は不所望であるカイラリティを有するSWNTのみを選択的に試料1上から除去することができる。   As described above, according to the CNT measuring apparatus of the present embodiment, only SWNTs having a chirality that is not intended or desired by the user are selectively selected from among the SWNTs having various structures laid out on the sample 1. The sample 1 can be removed from above.

なお、上記実施例では、指定されたカイラリティを持つSWNTが全て除去されてしまうことになるが、同一のカイラリティを持つSWNTの中でも特定の位置にあるSWNTのみを除去したい場合もある。そこで、例えば図7に示すような特定のカイラリティ分布画像を表示部22の画面上に表示した上、ユーザがその中の特定の位置、例えば〔x1、y1〕のみをマウス等の操作部21で指定すると、その指定された位置のみに焼却用の高出力のレーザ光が照射されてSWNTの焼却が実施されるようにしてもよい。   In the above embodiment, all SWNTs having the specified chirality are removed. However, there are cases where it is desired to remove only SWNTs at a specific position among SWNTs having the same chirality. Therefore, for example, a specific chirality distribution image as shown in FIG. 7 is displayed on the screen of the display unit 22, and the user selects only a specific position, for example, [x1, y1] with the operation unit 21 such as a mouse. When specified, SWNT may be incinerated by irradiating only the specified position with high-power laser light for incineration.

実際上、同一の位置に互いに異なるカイラリティを有する複数のSWNTが存在している場合があるが、そうした部位に上記のように高出力のレーザ光を照射すると、不所望のSWNTだけでなく必要なSWNTも除去されてしまうことがある。そうした場合に、必要なSWNTが重なっている位置については焼却を実施せず、不所望のSWNTのみが存在する位置を選択的に狙って焼却を行うことができる。   In practice, there may be a plurality of SWNTs having different chiralities at the same position. However, when such a portion is irradiated with a high-power laser beam as described above, it is necessary not only for the undesired SWNTs. SWNT may also be removed. In such a case, incineration can be performed by selectively aiming at a position where only an undesired SWNT exists without performing incineration for a position where necessary SWNTs overlap.

なお、上記実施例は本発明の一例にすぎず、本発明の趣旨の範囲で適宜に変更、修正、追加を行っても本願特許請求の範囲に包含されることは明らかである。例えば、本発明に係る装置はSWNTのみならず、ダブルカーボンナノチューブ(DWNT)、多層ナノチューブ、或いは、フラーレンを内包したナノチューブであるピーポッドなど、広範囲のナノチューブに適用が可能である。   It should be noted that the above embodiment is merely an example of the present invention, and it is obvious that modifications, modifications, and additions as appropriate within the scope of the present invention are included in the scope of the claims of the present application. For example, the apparatus according to the present invention can be applied not only to SWNTs but also to a wide range of nanotubes such as double carbon nanotubes (DWNT), multi-walled nanotubes, or peapods that are fullerene-containing nanotubes.

本発明の一実施例によるCNT測定装置の要部の概略構成図。The schematic block diagram of the principal part of the CNT measuring apparatus by one Example of this invention. 図1中のポリクロメータの光路構成図。The optical path block diagram of the polychromator in FIG. 本実施例のCNT測定装置における特徴的な動作のための制御・処理フローチャート。5 is a control / processing flowchart for characteristic operations in the CNT measuring apparatus according to the present embodiment. 試料の測定範囲全体を示す平面図。The top view which shows the whole measurement range of a sample. 励起波長、PL波長、PL強度をディメンジョンとする3次元グラフ(a)、及び特定の励起波長におけるPL波長、PL強度をディメンジョンとする2次元グラフ(b)。A three-dimensional graph (a) with dimensions of excitation wavelength, PL wavelength, and PL intensity, and a two-dimensional graph (b) with dimensions of PL wavelength and PL intensity at a specific excitation wavelength. 実測結果に基づく励起波長、PL波長、PL強度の3次元グラフの一例を示す図。The figure which shows an example of the three-dimensional graph of the excitation wavelength, PL wavelength, and PL intensity based on a measurement result. 或るカイラリティの分布画像の一例を示す図。The figure which shows an example of the distribution image of a certain chirality.

符号の説明Explanation of symbols

1…試料
2…ステージ
3…ステージX−Y駆動部
4…近赤外用対物レンズ
5…落射型顕微鏡
6…プローブヘッド
7…波長可変レーザ光源
8…レーザ駆動部
9…波長駆動部
10…ハーフミラー
11…モニタ検出器
12…ポリクロメータ
121…トロイダル鏡
122、124…ミラー
123…スリット
125…回折格子
126…凹面ミラー
127…シリンドリカルレンズ
13…検出器
14…A/D変換器
20…制御部
21…操作部
22…表示部
23…データ処理部
24…データ収集部
25…カイラリティ算出部
26…分布画像作成部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sample 2 ... Stage 3 ... Stage XY drive part 4 ... Near-infrared objective lens 5 ... Episcopic microscope 6 ... Probe head 7 ... Variable wavelength laser light source 8 ... Laser drive part 9 ... Wavelength drive part 10 ... Half mirror DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Monitor detector 12 ... Polychromator 121 ... Toroidal mirror 122, 124 ... Mirror 123 ... Slit 125 ... Diffraction grating 126 ... Concave mirror 127 ... Cylindrical lens 13 ... Detector 14 ... A / D converter 20 ... Control part 21 ... Operation unit 22 ... display unit 23 ... data processing unit 24 ... data collection unit 25 ... chirality calculation unit 26 ... distribution image creation unit

Claims (3)

カーボンナノチューブが分散された試料の評価を行うとともに該試料に対して操作を行うことが可能なカーボンナノチューブ測定装置であって、
a)試料に所定波長の励起光を照射する光照射手段、及び前記励起光の照射に応じて試料から放出されるフォトルミネッセンスの強度を検出する検出手段を含む測定光学系と、
b)試料上での励起光の照射位置及びフォトルミネッセンスの強度検出位置を走査するために、試料又は前記測定光学系の少なくともいずれか一方を二次元的に移動するための移動手段と、
c)所定の波長範囲に亘る励起光の波長走査を行いつつフォトルミネッセンスの強度を検出した結果に基づいて、励起光波長、フォトルミネッセンス波長、フォトルミネッセンス強度を組とするデータを収集し、励起波長とフォトルミネッセンス波長の組み合わせからカーボンナノチューブを特徴付けるカイラリティを算出するカイラリティ算出手段と、
d)前記移動手段による位置の走査毎に前記カイラリティ算出手段により当該位置におけるカイラリティを求め、各カイラリティ毎に試料上でのフォトルミネッセンス強度の分布を示す画像情報を作成する二次元分布情報取得手段と、
e)前記二次元分布情報取得手段により得られた画像情報に基づいて、特定のカイラリティが存在する位置、又は特定のカイラリティが存在する範囲の中の特定の位置に前記光照射手段による光が照射されるように前記移動手段を制御し、該光照射手段の照射光の出力を励起光照射時よりも増加させて試料上に光を照射することにより特定のカーボンナノチューブを焼却する選択的除去手段と、
を備えることを特徴とするカーボンナノチューブ測定装置。
A carbon nanotube measuring apparatus capable of evaluating a sample in which carbon nanotubes are dispersed and capable of operating the sample,
a) a measurement optical system including a light irradiation means for irradiating a sample with excitation light of a predetermined wavelength, and a detection means for detecting the intensity of photoluminescence emitted from the sample in response to the irradiation of the excitation light;
b) a moving means for moving two-dimensionally at least one of the sample and the measurement optical system in order to scan the irradiation position of the excitation light and the photoluminescence intensity detection position on the sample;
c) Based on the result of detecting the intensity of the photoluminescence while scanning the wavelength of the excitation light over a predetermined wavelength range, collect data consisting of the excitation light wavelength, the photoluminescence wavelength, and the photoluminescence intensity as a set, and the excitation wavelength. A chirality calculating means for calculating the chirality characterizing the carbon nanotube from the combination of the photoluminescence wavelength and the photoluminescence wavelength;
d) two-dimensional distribution information acquisition means for obtaining chirality at the position by the chirality calculating means for each scanning of the position by the moving means, and creating image information indicating the distribution of photoluminescence intensity on the sample for each chirality; ,
e) Based on the image information obtained by the two-dimensional distribution information acquisition means, the light irradiation means irradiates a position where a specific chirality exists or a specific position within a range where the specific chirality exists. And selectively removing means for burning specific carbon nanotubes by controlling the moving means and increasing the output of the irradiation light of the light irradiation means as compared with the time of excitation light irradiation and irradiating the sample with light. When,
A carbon nanotube measuring apparatus comprising:
請求項1に記載のカーボンナノチューブ測定装置であって、前記選択的除去手段は、特定のカイラリティをユーザが指定するための指定手段と、該指定手段により指定されたカイラリティが存在する位置を、前記二次元分布情報取得手段により得られた画像情報を用いて特定する位置特定手段と、を含むことを特徴とするカーボンナノチューブ測定装置。   2. The carbon nanotube measuring apparatus according to claim 1, wherein the selective removal means includes a designation means for a user to designate a specific chirality, and a position where the chirality designated by the designation means exists. A position specifying means for specifying using the image information obtained by the two-dimensional distribution information acquisition means. 請求項1に記載のカーボンナノチューブ測定装置であって、前記選択的除去手段は、前記二次元分布情報取得手段により作成された画像情報を画面上に表示する画像表示手段と、該画像表示手段に表示された特定のカイラリティに対する画像情報の中で特定の位置をユーザが指定するための指定手段と、を含むことを特徴とするカーボンナノチューブ測定装置。   2. The carbon nanotube measuring apparatus according to claim 1, wherein the selective removal means includes an image display means for displaying the image information created by the two-dimensional distribution information acquisition means on a screen, and the image display means. A carbon nanotube measuring apparatus comprising: a designating means for a user to designate a specific position in the displayed image information for the specific chirality.
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