JP2023536845A - 制御されたプロービング深さを有する原子間力顕微鏡ベースの赤外線分光法の方法及び装置 - Google Patents
制御されたプロービング深さを有する原子間力顕微鏡ベースの赤外線分光法の方法及び装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023536845A JP2023536845A JP2023505989A JP2023505989A JP2023536845A JP 2023536845 A JP2023536845 A JP 2023536845A JP 2023505989 A JP2023505989 A JP 2023505989A JP 2023505989 A JP2023505989 A JP 2023505989A JP 2023536845 A JP2023536845 A JP 2023536845A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- probe
- frequency
- signal
- radiation beam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 77
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 title description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 288
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 41
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 26
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 26
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 35
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 31
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 29
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 claims description 11
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 claims description 5
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 claims 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 15
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 10
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 4
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 abstract description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 19
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 15
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 15
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 14
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 14
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000004621 scanning probe microscopy Methods 0.000 description 11
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 10
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 230000009021 linear effect Effects 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 5
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 5
- 230000035559 beat frequency Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 4
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 4
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 4
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 2
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 2
- 238000013017 mechanical damping Methods 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 238000000418 atomic force spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000013626 chemical specie Substances 0.000 description 1
- 210000001520 comb Anatomy 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000011424 computer programming method Methods 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000004476 mid-IR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000004651 near-field scanning optical microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000009828 non-uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 230000009022 nonlinear effect Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000001094 photothermal spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000000411 transmission spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
- G01Q60/00—Particular types of SPM [Scanning Probe Microscopy] or microscopes; Essential components thereof
- G01Q60/24—AFM [Atomic Force Microscopy] or apparatus therefor, e.g. AFM probes
- G01Q60/32—AC mode
- G01Q60/34—Tapping mode
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
- G01Q60/00—Particular types of SPM [Scanning Probe Microscopy] or microscopes; Essential components thereof
- G01Q60/24—AFM [Atomic Force Microscopy] or apparatus therefor, e.g. AFM probes
- G01Q60/32—AC mode
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3563—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing solids; Preparation of samples therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/39—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using tunable lasers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
- G01Q30/00—Auxiliary means serving to assist or improve the scanning probe techniques or apparatus, e.g. display or data processing devices
- G01Q30/02—Non-SPM analysing devices, e.g. SEM [Scanning Electron Microscope], spectrometer or optical microscope
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
- G01Q60/00—Particular types of SPM [Scanning Probe Microscopy] or microscopes; Essential components thereof
- G01Q60/24—AFM [Atomic Force Microscopy] or apparatus therefor, e.g. AFM probes
- G01Q60/38—Probes, their manufacture, or their related instrumentation, e.g. holders
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/06—Illumination; Optics
- G01N2201/069—Supply of sources
- G01N2201/0696—Pulsed
- G01N2201/0697—Pulsed lasers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
- G01Q60/00—Particular types of SPM [Scanning Probe Microscopy] or microscopes; Essential components thereof
- G01Q60/24—AFM [Atomic Force Microscopy] or apparatus therefor, e.g. AFM probes
- G01Q60/36—DC mode
- G01Q60/363—Contact-mode AFM
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
これらの問題により、AFM-IRは、空気又は他のガスではなく、固有の水性環境で生物学的及び化学的サンプルを研究することが難しい。
カンチレバー振動の強い機械的減衰によってAFM応答(AFM response)は弱くなる。例えば、基本カンチレバー機械的共振のQ係数は、空気中で約100から水中で約1に減少する可能性がある。
「光学特性」とは、屈折率、吸収係数、反射率、透過率、透過度、吸光度、吸収率、屈折率の実数及び/又は虚数成分、サンプル誘電関数の実数及び/又は虚数成分及び/又はこれらの光学的特性の1つ以上から数学的に導出可能な任意の特性を含むが、これらに制限されないサンプルの光学特性に関する。
「赤外線吸収スペクトル」は、サンプルの赤外線吸収係数(infrared absorption coefficient)、吸光度、又は類似のIR吸収特性の波長依存性に比例するスペクトルを意味する。赤外線吸収スペクトルの例は、フーリエ変換赤外分光計(FTIR)によって生成された吸収測定、すなわち、FTIR吸収スペクトルである(赤外線吸収スペクトルは、透過スペクトルからも容易に導出できる)。
「分析器/コントローラ」は、システムのデータ収集及び制御を容易にするシステムを意味する。コントローラは、単一の統合電子エンクロージャ(single integrated electronic enclosure)であるか、複数の分散要素(multiple distributed element)を含むこともできる。制御要素は、プローブチップ及び/又はサンプルの位置決め及び/又は走査のための制御を提供し得る。それらはまた、プローブの偏向、動作、又はその他の応答に関するデータを収集し、放射線源の電力、偏光、ステアリング、フォーカス、及び/又はその他の機能を制御することもできる。制御要素などは、コンピュータプログラム方法又はデジタル論理方法を含むことができ、様々なコンピューティングデバイス(コンピュータ、パーソナル電子デバイス)、アナログ及び/又はデジタル離散回路部品(トランジスタ、抵抗器、コンデンサ、インダクタ、ダイオードなど)、プログラマブルロジック、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路又はその他の回路要素の任意の組み合わせを使用して実装することができる。メモリから実行できるコンピュータプログラムを格納するように構成されたメモリ要素は、本明細書に説明されたプロセスの1つ以上を実行するために、個別の回路構成要素と共に実装できる。
図面全体を通して、参照番号は、参照要素間の対応関係を示すために再使用される場合がある。図面は、本明細書に記載の例示的な実施形態を説明するために提供され、本開示の範囲を制限することを意図するものではない。
上記の実施形態を説明するために、AFMカンチレバープローブが使用されたが、上記の表面感知技術は、他の形態の走査型プローブにも適用されることができ、例えば、音叉プローブ又は鋭いプローブが取り付けられたMEMSデバイスはチップとサンプルとの間の相互作用によってデバイスの1つ以上の共振が移動する可能性がある。
一実施形態において、局所的な熱膨張力は、カンチレバー振動の正常モードとねじりモードとの間の結合によって水平偏向の変化を誘発することができる。結果として生じるfLでの水平偏向信号は、fMで外部変調源156との非線形周波数混合を受けることができる。
図10A~図10Cは、新しい変調方式の原理を示す。図10Aは、サンプル位置/関心領域に向けられた励起源「S」を用いて、サンプルと相互作用するプローブの概略図を示す。一般的に、IR放射線の量は、図10Aに示すように、サンプル吸収が厚さに比例して線形的に拡張するランベルトベール(Beer-Lambert)の法則によって決められる。サンプルがパルス型IR放射線を吸収した後、結果として生成された光熱音響波は、図10Bに示すように、ストークの法則(Stokes Law)によってサンプルを介して伝播される。
式2b B(d)=B0e-βd(ストークの法則)
これらの図は、ピエゾ電気スキャナ(piezo electric scanner)158(サンプル又はプローブはスイッチング源(switched source)156を使用して変調され得る)を使用して液中測定のための照明の2つの異なる構成を示す。第1の場合(図12-参照番号は図2Bに対応)では、IRビーム140は上部から出てサンプル142に到達する前にウォーターメニスカス(water meniscus)160を介して伝播される。第2の場合(図13)では、照明はスキャナ158が結合された中間IR範囲において透明なプリズム162を使用して(ATRのような)全反射で行われる。この最後の構成は、サンプルがプリズム表面の上部に蒸着される必要があるため、より制限的である。この場合、プリズムがサンプル調製に適合しない場合があるため、プリズムの材料と大きさを考慮する必要がある。図12の構成では、サンプルは光が通過する必要がないため、IR範囲で透明でない基板に取り付けることができる。
ナノメートル単位でAFM-IRの浸透深さを推定するために、サンプルに較正手順(calibration procedure)を適用することができる。例えば、特定の機械的及び熱的特性を持つ既知のサンプルで測定を行うことにより、サンプル高さ較正によって異なる周波数でプロービング深さを定量化できる。機械的特性及び熱的特性について事前知識を有するが、光学的特性は未知の新規のサンプルに情報を適用することによって、プロービング深さを新しい未知のサンプルで較正することができる。
本発明を実行する発明者によって考慮された特定の実施形態が上記に開示されたが、本発明の実施はこれらに制限されない。本発明の特徴に対する様々な追加、修正及び再構成は、根本的な発明概念の思想及び範囲を逸脱することなく行うことができることは明らかであろう。
Claims (27)
- 走査型プローブ顕微鏡を用いて定量的に制御されたプロービング深さ及び体積でサンプルのサブミクロン領域に関する分光情報を得る方法であって、
前記走査型プローブ顕微鏡のプローブを前記サンプルの領域と相互作用させるステップと、
放射線ビームで前記サンプルを照明するステップと、
前記プローブ又は前記サンプルを周波数fMで変調するステップと、
側波帯周波数fD=|fL-fM|が前記プローブの共振周波数と実質的に同一であるように周波数fLで前記放射線ビームを変調するステップと、
入射放射線の吸収による前記側波帯周波数fDでのプローブ応答を測定するステップと、
前記サンプルの領域の吸収スペクトルを示す信号を構成するために前記プローブの応答を分析するステップと、
fL及びfMの少なくとも1つを調整して前記サンプルの上面からのプロービング深さ及び前記信号のプロービング体積の少なくとも1つを制御するステップと、
を含む方法。 - a)プローブ共振周波数でfDを維持するためにfMを調整することによって前記放射線ビーム変調周波数fLを調整するステップ、及びb)前記プローブと前記サンプルとの間の相互作用力の少なくとも1つを調整するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記相互作用力は、周波数fMで変調の振幅を変化させることによって調整される請求項2に記載の方法。
- 前記相互作用力は、前記プローブ又は前記サンプルに加えられる静的力又は応力を制御することによって調整される請求項2に記載の方法。
- 前記走査型プローブ顕微鏡は、接触、間欠的接触、タップピング又は非接触モードの少なくとも1つで作動する請求項2に記載の方法。
- 前記変調周波数fMは、前記プローブに印加され、前記プローブの接触又は自由空気共振と実質的に等しく、前記信号を増加させる請求項1に記載の方法。
- 前記変調周波数fMは、前記プローブのプローブ共振周波数と独立して前記サンプルに適用される請求項1に記載の方法。
- 前記側波帯周波数fD=|m×fL+n×fM|であり、m及びnは正又は負の整数である請求項1に記載の方法。
- 前記放射線ビーム変調周波数fLは、0.5MHzよりも大きい請求項1に記載の方法。
- 前記放射線ビーム変調周波数fLは、1MHzよりも大きい請求項1に記載の方法。
- 前記放射線ビーム変調周波数fLは、2MHzよりも大きい請求項1に記載の方法。
- 前記プロービング深さは、前記サンプルの前記上面から100nm未満である請求項1に記載の方法。
- 前記プロービング深さは、前記サンプルの前記上面から50nm未満である請求項1に記載の方法。
- 前記プロービング深さは、前記サンプルの上面から30nm未満である請求項1に記載の方法。
- 前記放射線ビームは、UV-Vis-IR-THz範囲をカバーする約200nm~300μm波長範囲の電磁波である請求項1に記載の方法。
- 前記吸収スペクトルを示す信号は、前記プロービング深さを較正するために複数の周波数で測定される請求項1に記載の方法。
- 複数の周波数における前記測定は、前記サンプルの表面下の特性から最表面層の特性を分離するのに使用される請求項16に記載の方法。
- 複数の周波数における前記測定は、前記サンプルの埋め込まれた表面下の特性を測定するのに使用される請求項16に記載の方法。
- 前記サンプル及び前記プローブは、液体環境にある請求項2に記載の方法。
- 前記液体環境からの前記信号に対する寄与は、前記調整するステップの結果として実質的に抑制される請求項19に記載の方法。
- 走査型プローブ顕微鏡を使用して液体環境中のサンプルのサブミクロン領域に関する分光情報を得る方法であって、
前記方法は、
前記走査型プローブ顕微鏡のプローブを前記サンプルの領域と相互作用させるステップと、
放射線ビームで前記サンプルを照明するステップと、
プローブ又は前記サンプルを周波数fMで変調するステップと、
側波帯周波数fD=|fL-fM|が前記プローブの共振と実質的に同一であるように周波数fLで前記放射線ビームを変調するステップと、
入射放射線の吸収による前記側波帯周波数fDでプローブ応答を測定するステップと、
fL及びfMの少なくとも1つを調整して前記サンプルの表面からのプロービング深さ及び信号のプロービング体積の少なくとも1つを制御するステップと、
前記液体環境からの前記信号への寄与が実質的に抑制される前記サンプルの光学特性を示す前記信号を構成するステップと、
を含む方法。 - a)プローブ共振周波数でfDを維持するためにfMを調整することによって前記放射線ビーム変調周波数fLを調整するステップ、及びb)前記プローブと前記サンプルとの間の相互作用力の少なくとも1つを調整するステップをさらに含む請求項21に記載の方法。
- 前記放射線ビームは、前記サンプルの上又は下から出る請求項21に記載の方法。
- 前記放射線ビームは、プリズムなしで前記サンプルの上又は下から出る請求項21に記載の方法。
- 前記サンプル及び前記プローブは、特別な液体セルなしで液体に完全に浸漬されている請求項21に記載の方法。
- 定量的に制御されたプロービング深さ及び体積を有するサンプルのサブミクロン領域に関する分光情報を得るための装置であって、
プローブがある走査型プローブ顕微鏡と、
放射線源と、
放射線源変調器と、
プローブ応答検出器と、
を含み、
前記装置は、
少なくとも1つの放射線源からの複数の放射線波長の放射線ビームで前記サンプルを照明し、プローブ接触共振周波数fMに近い前記プローブを変調し、少なくとも1つの周波数fLで光ビームを変調し、入射放射線の吸収によって少なくとも1つの側波帯周波数fDで前記プローブの応答を測定し、変調周波数fM又はfLの少なくとも1つを自動的に調整し、及び前記プローブの応答は前記サンプルの領域の吸収スペクトルを示す信号を構成するために分析するように構成された、
装置。 - 前記システムは、前記サンプルの上面からのプロービング深さ及び前記吸収スペクトルを示す信号のプロービング体積の少なくとも1つを制御するために前記放射線ビーム変調周波数fLをさらに調整する請求項26に記載の装置。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1858000A FR3085756B1 (fr) | 2018-09-06 | 2018-09-06 | Systeme de mesure de l'absorption d'un rayonnement laser d'un echantillon |
FR1859683 | 2018-10-19 | ||
US16/940,996 | 2020-07-28 | ||
US16/940,996 US11215637B2 (en) | 2018-09-06 | 2020-07-28 | Method and apparatus of atomic force microscope based infrared spectroscopy with controlled probing depth |
PCT/US2021/042461 WO2022026253A1 (en) | 2018-09-06 | 2021-07-21 | Method and apparatus of atomic force microscope based infrared spectroscopy with controlled probing depth |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023536845A true JP2023536845A (ja) | 2023-08-30 |
JP7487404B2 JP7487404B2 (ja) | 2024-05-20 |
Family
ID=67809510
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023505989A Active JP7487404B2 (ja) | 2018-09-06 | 2021-07-21 | 制御されたプロービング深さを有する原子間力顕微鏡ベースの赤外線分光法の方法及び装置 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US11237105B2 (ja) |
EP (2) | EP3847464A1 (ja) |
JP (1) | JP7487404B2 (ja) |
KR (2) | KR20210104651A (ja) |
CN (2) | CN113056677A (ja) |
TW (1) | TWI844787B (ja) |
WO (2) | WO2020049053A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210104651A (ko) * | 2018-09-06 | 2021-08-25 | 상뜨르 나쇼날 드 라 러쉐르쉬 샹띠피끄 (씨엔알에스) | 샘플에 의한 레이저 방출 흡수 측정 시스템 |
CN111843386A (zh) * | 2020-07-22 | 2020-10-30 | 西安交通大学 | 一种激光复合扫描近场光学显微镜探针的纳米加工方法 |
CN113466101B (zh) * | 2021-06-24 | 2023-05-12 | 华中科技大学 | 渗透率检测设备与检测方法 |
WO2022258084A1 (en) | 2021-07-13 | 2022-12-15 | Ceske Vysoke Uceni Technicke V Praze | A method of examining a sample in an atomic force microscope |
CN114018829B (zh) * | 2021-10-27 | 2024-05-10 | 国网四川省电力公司电力科学研究院 | 一种音叉共振增强的双光梳多组分气体检测系统 |
CN114199806B (zh) * | 2021-12-10 | 2024-04-09 | 南京大学 | 用afm-ir检测微纳米粗糙的铜箔表面有机物分布的方法 |
WO2024112674A1 (en) * | 2022-11-21 | 2024-05-30 | Bruker Nano, Inc. | Nano-mechanical infrared spectroscopy system and method using gated peak force ir |
CN118150510B (zh) * | 2024-05-11 | 2024-07-26 | 中国地质大学(北京) | 一种用于选择地下储集层的方法 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006107991A2 (en) * | 2005-04-05 | 2006-10-12 | Anasys Instruments | Method and apparatus for localized infrared spectroscopy and micro-tomography using a combination of thermal expansion and temperature change measurements |
CN1793874B (zh) * | 2005-12-14 | 2010-05-05 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种测量半导体纳米结构光电性能的设备和方法 |
US8001830B2 (en) | 2007-05-15 | 2011-08-23 | Anasys Instruments, Inc. | High frequency deflection measurement of IR absorption |
US8680467B2 (en) | 2007-05-15 | 2014-03-25 | Anasys Instruments Corp. | High frequency deflection measurement of IR absorption with a modulated IR source |
KR101697993B1 (ko) * | 2008-11-13 | 2017-01-19 | 브루커 나노, 인코퍼레이션. | 탐침형 원자 현미경 작동 방법 및 장치 |
US20110231966A1 (en) * | 2010-03-17 | 2011-09-22 | Ali Passian | Scanning probe microscopy with spectroscopic molecular recognition |
KR101460081B1 (ko) | 2010-08-13 | 2014-11-10 | 더 리전트 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아 | 원자힘 현미경 기반의 장치 |
US9134341B2 (en) * | 2011-01-05 | 2015-09-15 | Craig Prater | Multiple modulation heterodyne infrared spectroscopy |
JP2014126439A (ja) | 2012-12-26 | 2014-07-07 | Olympus Corp | 走査型プローブ顕微鏡の観察方法 |
US10845382B2 (en) | 2016-08-22 | 2020-11-24 | Bruker Nano, Inc. | Infrared characterization of a sample using oscillating mode |
US10228388B2 (en) | 2016-10-29 | 2019-03-12 | Bruker Nano, Inc. | Method and apparatus for resolution and sensitivity enhanced atomic force microscope based infrared spectroscopy |
US10274513B2 (en) * | 2017-01-31 | 2019-04-30 | Primenano, Inc. | Optically excited microwave impedance microscopy |
KR20240006703A (ko) * | 2017-03-09 | 2024-01-15 | 브루커 나노, 인코퍼레이션. | 광열 효과에 기반한 적외선 스캐닝 근접장 광학 현미경법을 위한 방법 및 장치 |
KR20210104651A (ko) * | 2018-09-06 | 2021-08-25 | 상뜨르 나쇼날 드 라 러쉐르쉬 샹띠피끄 (씨엔알에스) | 샘플에 의한 레이저 방출 흡수 측정 시스템 |
CN110687319B (zh) * | 2019-10-24 | 2022-11-01 | 赫智科技(苏州)有限公司 | 一种超高分辨率的原子力显微镜扫描探针及其测量方法 |
-
2019
- 2019-09-04 KR KR1020217010109A patent/KR20210104651A/ko active Search and Examination
- 2019-09-04 CN CN201980070967.8A patent/CN113056677A/zh active Pending
- 2019-09-04 WO PCT/EP2019/073600 patent/WO2020049053A1/fr unknown
- 2019-09-04 EP EP19761886.1A patent/EP3847464A1/fr active Pending
- 2019-09-04 US US17/273,814 patent/US11237105B2/en active Active
-
2020
- 2020-07-28 US US16/940,996 patent/US11215637B2/en active Active
-
2021
- 2021-07-21 JP JP2023505989A patent/JP7487404B2/ja active Active
- 2021-07-21 KR KR1020237004608A patent/KR20230035401A/ko unknown
- 2021-07-21 CN CN202180065218.3A patent/CN116249907A/zh active Pending
- 2021-07-21 WO PCT/US2021/042461 patent/WO2022026253A1/en active Application Filing
- 2021-07-21 EP EP21850499.1A patent/EP4189405A4/en active Pending
- 2021-07-22 TW TW110126974A patent/TWI844787B/zh active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20230035401A (ko) | 2023-03-13 |
KR20210104651A (ko) | 2021-08-25 |
US11215637B2 (en) | 2022-01-04 |
TW202223397A (zh) | 2022-06-16 |
EP4189405A4 (en) | 2024-08-28 |
US20210011053A1 (en) | 2021-01-14 |
TWI844787B (zh) | 2024-06-11 |
JP7487404B2 (ja) | 2024-05-20 |
US11237105B2 (en) | 2022-02-01 |
US20210341385A1 (en) | 2021-11-04 |
WO2022026253A1 (en) | 2022-02-03 |
CN113056677A (zh) | 2021-06-29 |
EP3847464A1 (fr) | 2021-07-14 |
CN116249907A (zh) | 2023-06-09 |
WO2020049053A1 (fr) | 2020-03-12 |
EP4189405A1 (en) | 2023-06-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7487404B2 (ja) | 制御されたプロービング深さを有する原子間力顕微鏡ベースの赤外線分光法の方法及び装置 | |
EP3532853B1 (en) | Method for chemical imaging atomic force microscope infrared spectroscopy | |
CN104981701B (zh) | 利用零差检测从近场红外散射获得吸收光谱的方法 | |
JP2023052309A (ja) | 光熱効果に基づく赤外線走査型近接場光学顕微鏡のための方法および装置 | |
US7977636B2 (en) | Infrared imaging using thermal radiation from a scanning probe tip | |
CN110168383A (zh) | 使用峰值力轻敲的样本的红外表征 | |
CN105556317B (zh) | 使用归一化近场光谱对样品的化学纳米识别 | |
EP2603800B1 (en) | Image force microscopy of molecular resonance | |
US11226285B2 (en) | Surface sensitive atomic force microscope based infrared spectroscopy | |
US20110231966A1 (en) | Scanning probe microscopy with spectroscopic molecular recognition | |
US10557789B2 (en) | Nanoscale infrared spectroscopy with multi-frequency atomic force microscopy | |
EP3722817B1 (en) | Active bimodal afm operation for measurements of optical interaction | |
Mueller et al. | Chemical imaging of the surface of self-assembled polystyrene-b-poly (methyl methacrylate) diblock copolymer films using apertureless near-field IR microscopy | |
TW202436878A (zh) | 使用閘控峰值力ir的奈米機械紅外線分光系統和方法 | |
US20240168053A1 (en) | Nano-Mechanical Infrared Spectroscopy System and Method Using Gated Peak Force IR | |
Centrone et al. | Chemical imaging beyond the diffraction limit using photothermal induced resonance microscopy |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230324 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231213 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231226 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240325 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240409 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240508 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7487404 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |