JP3416589B2 - METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING AND FIXING METAL MICROPARTICLES ON THE END OF MEMBER - Google Patents
METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING AND FIXING METAL MICROPARTICLES ON THE END OF MEMBERInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、部材の先端部に金
属微粒子を生成して固定する方法およびその装置ならび
にプローブに関し、さらに詳細には、例えば、走査型近
接場光学顕微鏡のプローブを作成する際などに用いて好
適な部材の先端部に金属微粒子を生成して固定する方法
およびその装置ならびに走査型近接場光学顕微鏡のプロ
ーブとして用いて好適なプローブに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing and fixing metal fine particles on the tip of a member, an apparatus therefor, and a probe. More specifically, for example, a probe for a scanning near-field optical microscope is produced. The present invention relates to a method for producing and fixing metal fine particles at the tip of a member suitable for use in the case, an apparatus therefor, and a probe suitable for use as a probe for a scanning near-field optical microscope.
【０００２】[0002]
【発明の背景】従来より、試料の観察に使用する光の回
折限界を超える高分解能で、該試料の観察を行うことの
できる走査型近接場光学顕微鏡が知られている。BACKGROUND OF THE INVENTION A scanning near-field optical microscope capable of observing a sample with high resolution exceeding the diffraction limit of light used for observing the sample has been conventionally known.
【０００３】即ち、走査型近接場光学顕微鏡とは、発生
源からの寸法が光の波長よりも短い領域のみに局在し、
自由空間は伝搬しないという特性を備えたエバネッセン
ト光を検出することにより、回折限界を超える分解能を
達成することができるものである。That is, the scanning near-field optical microscope is localized only in a region where the dimension from the source is shorter than the wavelength of light,
The resolution exceeding the diffraction limit can be achieved by detecting the evanescent light having the characteristic that it does not propagate in free space.
【０００４】そして、こうした走査型近接場光学顕微鏡
においては、本願発明者により、ＳｉＮ（窒化シリコ
ン）などの透明材料により形成された先鋭な先細の部材
たるプローブ本体の先端に、Ａｕ（金）やＰｔ（白金）
などの金属の微粒子を固定させてプローブを構成し、こ
のプローブ本体の先端に固定された金属微粒子をエバネ
ッセント光と接触させることにより該エバネッセント光
を検出することが提案されている（Ｔａｋａｙｕｋｉ
Ｏｋａｍｏｔｏ ａｎｄ Ｉｃｈｉｒｏｕ Ｙａｍａｇ
ｕｃｈｉ，”Ｎｅａｒ−ｆｉｅｌｄ ｓｃａｎｎｉｎｇ
ｏｐｔｉｃａｌｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ ｕｓｉｎｇ
ａ ｇｏｌｄ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ”，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａ
ｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．３６，Ｌ１６６（１９９７））。In such a scanning near-field optical microscope, the inventor of the present application has proposed that the tip of the probe main body, which is a sharp and tapered member formed of a transparent material such as SiN (silicon nitride), has Au (gold) or Pt (platinum)
It has been proposed that a probe is formed by fixing metal fine particles such as the above, and the metal fine particles fixed at the tip of the probe body are contacted with the evanescent light to detect the evanescent light (Takayuki).
Okamoto and Ichirou Yamag
uchi, "Near-field scanning"
opticalmicroscope using
a gold particles ", Jpn. JA
ppl. Phys. 36, L166 (1997)).
【０００５】ところで、上記したような、透明材料によ
り形成された先鋭な先細部材たるプローブ本体の先端に
金属微粒子を固定させたプローブを用いた走査型近接場
光学顕微鏡は、その分解能がプローブ本体の先端に固定
された金属微粒子の固定位置や曲率半径などの大きさに
よって制限されるものであり、より高い分解能を得るた
めには、該金属微粒子をプローブ本体の先端に正確に位
置させる必要があるとともに、その大きさをより小さく
する必要があった。By the way, as described above, the scanning near-field optical microscope using the probe in which the fine metal particles are fixed to the tip of the probe body, which is a sharp tapered member formed of a transparent material, has a resolution of that of the probe body. It is limited by the fixing position of the metal fine particles fixed to the tip and the size of the radius of curvature and the like, and in order to obtain higher resolution, it is necessary to accurately position the metal fine particles at the tip of the probe body. At the same time, it was necessary to make the size smaller.
【０００６】このため、上記した先鋭な先細部材たるプ
ローブ本体などのような部材の先端に、小さな金属微粒
子を正確に位置させて固定することのできる技術の開発
が要望されていた。Therefore, there has been a demand for the development of a technique capable of accurately locating and fixing small metal fine particles to the tip of a member such as the above-mentioned sharp tapered member such as a probe body.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記したよ
うな要望に鑑みてなされたものであり、その目的とする
ところは、各種の部材の先端に小さな金属微粒子を正確
に位置させて固定することができるようにした、部材の
先端部に金属微粒子を生成して固定する方法およびその
装置ならびにプローブを提供しようとするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned needs, and an object thereof is to accurately position and fix small metal fine particles at the tips of various members. The present invention aims to provide a method for producing and fixing metal fine particles at the tip of a member, an apparatus therefor, and a probe.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、プローブ本体などの部材の先端に光触媒
を形成し、この光触媒と金属イオンを含む溶液とエバネ
ッセント光と作用させて、エバネッセント光が照明した
光触媒上に溶液に含まれる金属イオンから金属微粒子を
還元し生成して固定するようにしたものである。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention forms a photocatalyst at the tip of a member such as a probe body, and causes the solution containing the photocatalyst and metal ions to act with evanescent light, It is configured such that metal fine particles are reduced from metal ions contained in a solution to be generated and fixed on a photocatalyst illuminated by evanescent light.
【０００９】即ち、本発明のうち請求項１に記載の発明
は、部材の先端部に光触媒を形成し、上記光触媒によっ
て還元可能な金属イオンを含む溶液を上記光触媒に接触
させ、上記部材のうちで上記光触媒と上記溶液とが接触
した状態の領域をエバネッセント光で照明し、上記エバ
ネッセント光が照明した上記光触媒上に上記溶液に含ま
れる金属イオンから金属微粒子を還元生成して固定する
ようにしたものである。That is, in the invention according to claim 1 of the present invention, a photocatalyst is formed at the tip of the member, and a solution containing metal ions reducible by the photocatalyst is brought into contact with the photocatalyst, In the area where the photocatalyst and the solution are in contact with each other is illuminated with evanescent light, and the metal particles contained in the solution are reduced and produced to be fixed and fixed on the photocatalyst illuminated with the evanescent light. It is a thing.
【００１０】従って、本発明のうち請求項１に記載の発
明によれば、上記部材のうちで上記光触媒と上記溶液と
が接触した状態の領域であって、上記エバネッセント光
が照明した領域における上記光触媒上にのみ、上記溶液
に含まれる金属イオンが金属微粒子として還元されて固
定されることになるので、上記部材の先端に小さな金属
微粒子を正確に位置させて固定することができるように
なる。Therefore, according to the first aspect of the present invention, in the region of the member where the photocatalyst and the solution are in contact with each other, in the region illuminated by the evanescent light, Since the metal ions contained in the solution are reduced and fixed as the metal fine particles only on the photocatalyst, the small metal fine particles can be accurately positioned and fixed at the tip of the member.
【００１１】ここで、上記エバネッセント光は、本発明
のうち請求項２に記載の発明のように、光を全反射する
ように入射されたプリズムから浸み出したものとするよ
うにしてもよい。Here, the evanescent light may be exuded from a prism which is incident so as to totally reflect the light, as in the invention according to claim 2 of the present invention. .
【００１２】さらに、上記光は、本発明のうち請求項３
に記載の発明のように、紫外レーザー光とするようにし
てもよい。Further, the above-mentioned light is the same as in item 3 of the present invention.
An ultraviolet laser beam may be used as in the invention described in 1.
【００１３】また、上記光触媒は、本発明のうち請求項
４に記載の発明のように、ＴｉＯ２（二酸化チタン）と
するようにしてもよい。The photocatalyst may be TiO 2 (titanium dioxide) as in the invention according to claim 4 of the present invention.
【００１４】また、上記部材は、本発明のうち請求項５
に記載の発明のように、誘電体または金属から形成され
るものとするようにしてもよい。Further, the above-mentioned member is the fifth aspect of the present invention.
The invention may be formed of a dielectric material or a metal.
【００１５】また、上記部材と上記溶液と上記金属微粒
子とは、本発明のうち請求項６に記載の発明のように、
上記部材をＳｉＮ（窒化シリコン）により形成し、上記
溶液をＨＡｕＣｌ４（四塩化金酸）溶液とし、上記金属
微粒子としてＡｕ（金）の微粒子を生成して固定するよ
うにしてもよい。The member, the solution, and the metal fine particles are the same as in the invention according to claim 6 of the present invention.
The member may be formed of SiN (silicon nitride), the solution may be a HAuCl 4 (tetrachloroauric acid) solution, and Au (gold) particles may be generated and fixed as the metal particles.
【００１６】また、本発明のうち請求項７に記載の発明
は、所定の波長のレーザー光を生成するレーザー光源
と、上記レーザー光源により生成されたレーザー光を入
射して全反射するプリズムと、先端部に光触媒を形成し
た部材と、上記光触媒によって還元可能な金属イオンを
含み、上記プリズムから浸み出した上記レーザー光の照
射によるエバネッセント光の存在する領域に供給される
溶液とを有し、上記部材のうちで上記光触媒を形成した
領域と上記溶液とが接触する部分に上記エバネッセント
光が照明されるように位置させ、上記エバネッセント光
が照明した上記光触媒上に上記溶液に含まれる金属イオ
ンを金属微粒子として還元生成して固定するようにした
ものである。The invention according to claim 7 of the present invention includes a laser light source for generating a laser beam having a predetermined wavelength, and a prism for entering and totally reflecting the laser beam generated by the laser source. A member having a photocatalyst formed on the tip portion, and containing a metal ion reducible by the photocatalyst, and having a solution supplied to the region where the evanescent light by irradiation of the laser light leached from the prism is present, The evanescent light is positioned so as to illuminate a portion of the member where the photocatalyst-formed region and the solution are in contact with each other, and metal ions contained in the solution are added to the photocatalyst illuminated by the evanescent light. The metal fine particles are reduced and generated and fixed.
【００１７】従って、本発明のうち請求項７に記載の発
明によれば、上記部材のうちで上記光触媒と上記溶液と
が接触した状態の領域であって、上記エバネッセント光
が照明した領域における上記光触媒上にのみ、上記溶液
に含まれる金属イオンが金属微粒子として還元されて固
定されることになるので、上記部材の先端に小さな金属
微粒子を正確に位置させて固定することができるように
なる。Therefore, according to the invention of claim 7 of the present invention, in the region of the member where the photocatalyst and the solution are in contact with each other, in the region illuminated by the evanescent light. Since the metal ions contained in the solution are reduced and fixed as the metal fine particles only on the photocatalyst, the small metal fine particles can be accurately positioned and fixed at the tip of the member.
【００１８】また、本発明のうち請求項８に記載の発明
は、プローブ本体の先端部に光触媒を形成し、上記光触
媒によって還元可能な金属イオンを含む溶液を上記光触
媒に接触させ、上記プローブ本体のうちで上記光触媒と
上記溶液とが接触した状態の領域をエバネッセント光で
照明し、上記エバネッセント光が照明した上記光触媒上
に上記溶液に含まれる金属イオンから金属微粒子を還元
生成してプローブとしたものである。In the invention according to claim 8 of the present invention, a photocatalyst is formed at the tip of the probe body, and a solution containing metal ions that can be reduced by the photocatalyst is brought into contact with the photocatalyst. Of the photocatalyst and the solution in a state of contact with the solution is illuminated with evanescent light, the evanescent light is used as a probe by reducing metal fine particles from the metal ions contained in the solution on the photocatalyst illuminated by the evanescent light. It is a thing.
【００１９】ここで、上記したプローブは、本発明のう
ち請求項９に記載の発明のように、上記プローブ本体を
ＳｉＮ（窒化シリコン）により形成し、上記光触媒をＴ
ｉＯ ２（二酸化チタン）とし、上記溶液をＨＡｕＣｌ４
（四塩化金酸）溶液とし、上記金属微粒子をＡｕ（金）
の微粒子とすることができる。Here, the above-mentioned probe is used in the present invention.
According to the invention described in claim 9, the probe main body is
It is formed of SiN (silicon nitride), and the photocatalyst is
iO Two(Titanium dioxide), and the above solution is HAuClFour
(Tetrachloroauric acid) solution, and the above-mentioned fine metal particles are Au (gold)
Can be fine particles.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しなが
ら、本発明による部材の先端部に金属微粒子を生成して
固定する方法およびその装置ならびにプローブの実施の
形態の一例を詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, an example of an embodiment of a method and apparatus for producing and fixing metal fine particles at the tip of a member according to the present invention and a probe will be described in detail. .
【００２１】図１には、本発明による部材の先端部に金
属微粒子を生成して固定する装置の実施の形態の一例の
概念構成説明図が示されている。FIG. 1 is a conceptual structural explanatory view of an example of an embodiment of an apparatus for producing and fixing metal fine particles at the tip of a member according to the present invention.
【００２２】即ち、図１に示す装置は、プリズム１０
と、プリズム１０へ入射するための光として所定の波長
のレーザー光１２を発生し、該プリズム１０に該レーザ
ー光１２を入射するためのレーザー光源１４とを有して
いる。That is, the apparatus shown in FIG.
And a laser light source 14 for generating laser light 12 having a predetermined wavelength as light for entering the prism 10 and for making the laser light 12 enter the prism 10.
【００２３】ここで、プリズム１０とレーザー光源１４
とは、レーザー光源１４により発生されてプリズム１０
へ入射されたレーザー光１２が、プリズム１０内で全反
射するように位置設定されている。Here, the prism 10 and the laser light source 14
Is the prism 10 generated by the laser light source 14.
The position of the laser light 12 incident on is totally set within the prism 10.
【００２４】即ち、レーザー光源１４から入射されたレ
ーザー光１２が、プリズム１０へ臨界角以上の入射角で
入射されるようになされている。That is, the laser light 12 incident from the laser light source 14 is incident on the prism 10 at an incident angle equal to or greater than the critical angle.
【００２５】なお、レーザー光源１４によって発生され
たレーザー光１２のプリズム１０への入射角を任意に調
整するために、レーザー光源１４とプリズム１０との位
置を任意に移動することのできる移動機構を設けるよう
にしてもよい。In order to arbitrarily adjust the incident angle of the laser light 12 generated by the laser light source 14 on the prism 10, a moving mechanism that can arbitrarily move the positions of the laser light source 14 and the prism 10 is provided. It may be provided.
【００２６】また、レーザー光源１４としては、波長が
約３５０ｎｍ以下の紫外レーザー光を発生することがで
きるものが好ましく、例えば、波長が３２５ｎｍの紫外
レーザー光を発生するＨｅ−Ｃｄレーザーなどを用いる
ことができる。Further, the laser light source 14 is preferably one capable of generating an ultraviolet laser light having a wavelength of about 350 nm or less. For example, a He-Cd laser which generates an ultraviolet laser light having a wavelength of 325 nm is used. You can
【００２７】以上の構成において、上記した走査型近接
場光学顕微鏡において使用することができるように、Ｓ
ｉＮにより形成された先鋭な先細の部材たるプローブ本
体の先端に、金属微粒子として金の微粒子を固定する場
合について説明する。In the above structure, S can be used in the above-mentioned scanning near-field optical microscope.
A case will be described in which gold fine particles are fixed as metal fine particles to the tip of the probe main body, which is a sharp tapered member formed of iN.
【００２８】まず、ＳｉＮにより形成された先鋭な先細
の部材たるプローブ本体１００に、光触媒としてＴｉＯ
２（二酸化チタン）の薄膜１０２を形成するものである
（図１参照）。なお、ＴｉＯ２は、アナターゼ型である
ことが好ましい。First, a probe body 100, which is a sharp and tapered member made of SiN, is used as a photocatalyst for TiO 2.
2 (titanium dioxide) thin film 102 is formed (see FIG. 1). In addition, TiO 2 is preferably anatase type.
【００２９】ここで、プローブ本体１００に光触媒とし
てＴｉＯ２薄膜１０２を形成するにあたっては、まず、
Ｔｉ（チタン）をスパッタすることにより、プローブ本
体１００の表面にＴｉ薄膜を成膜する。Here, in forming the TiO 2 thin film 102 as a photocatalyst on the probe main body 100, first,
A Ti thin film is formed on the surface of the probe body 100 by sputtering Ti (titanium).
【００３０】次に、上記のようにして表面にＴｉ薄膜を
成膜したプローブ本体１００を、空気雰囲気中において
４００℃で１０分間さらしておくと、Ｔｉ薄膜が酸化さ
れてプローブ本体１００の表面に透明なＴｉＯ２薄膜１
０２を形成されることになる。Next, when the probe body 100 having the Ti thin film formed on the surface thereof as described above is exposed in an air atmosphere at 400 ° C. for 10 minutes, the Ti thin film is oxidized and the surface of the probe body 100 is exposed. Transparent TiO 2 thin film 1
02 will be formed.
【００３１】なお、上記した処理は４００℃の反応温度
で行うようにした、アナターゼ型のＴｉＯ２薄膜１０２
を得るためには、反応温度をあまり高くしないことが好
ましい。The anatase type TiO 2 thin film 102, which has been subjected to the above-mentioned treatment at a reaction temperature of 400 ° C.
In order to obtain, it is preferable not to raise the reaction temperature too much.
【００３２】一方、レーザー光源１４から出射されたレ
ーザー光１２が、プリズム１０の表面１０ａで全反射さ
れるように入射されているプリズム１０の表面１０ａ
に、ＨＡｕＣｌ４（四塩化金酸）溶液２００を数滴分程
度載せる。On the other hand, the laser light 12 emitted from the laser light source 14 is incident on the surface 10a of the prism 10 so as to be totally reflected by the surface 10a of the prism 10.
Then, a few drops of the HAuCl 4 (tetrachloroauric acid) solution 200 is placed.
【００３３】ここで、プリズム１０の表面１０ａの近傍
には、レーザー光源１４から入射されたレーザー光１２
により発生されたエバネッセント光２０２が浸み出して
おり、ＨＡｕＣｌ４溶液２００はエバネッセント光２０
２が存在する場所に位置するようにする。Here, in the vicinity of the surface 10a of the prism 10, the laser light 12 incident from the laser light source 14 is introduced.
And out the immersion viewed evanescent light 202 generated by, HAuCl 4 solution 200 evanescent light 20
Be located where 2 exists.
【００３４】上記したように、ＨＡｕＣｌ４溶液２００
をプリズム１０から浸み出したエバネッセント光２０２
が存在する場所に位置させた状態で、ＴｉＯ２薄膜１０
２を形成されたプローブ本体１００をエバネッセント光
２０２の存在する領域に侵入させると、ＴｉＯ２の光触
媒作用により、ＨＡｕＣｌ４溶液２００と接触し、かつ
エバネッセント光２０２が照明したＴｉＯ２薄膜１０２
に、ＨＡｕＣｌ４溶液２００から金の微粒子２０４が析
出されることになる。As mentioned above, the HAuCl 4 solution 200
Evanescent light 202 leaching the light from the prism 10
The TiO 2 thin film 10 in a state where it is located where
When the probe body 100 formed of two is entering the region in which the presence of the evanescent light 202, by the photocatalytic action of TiO 2, in contact with HAuCl 4 solution 200, and TiO 2 thin film 102 evanescent light 202 is illuminated
Then, the gold fine particles 204 are deposited from the HAuCl 4 solution 200.
【００３５】図２には、原子間力顕微鏡のカンチレバー
のピラミッド状の先端部に、上記のようにしてＴｉＯ２
薄膜１０２を形成してプローブ本体１００として用いる
とともに、このピラミッド状のプローブ本体１００の頂
点に上記手法により固定された金の微粒子２０４の電子
顕微鏡写真が示されている。In FIG. 2, the TiO 2 is formed on the cantilever pyramidal tip of the atomic force microscope as described above.
An electron micrograph of gold microparticles 204 formed by forming a thin film 102 and using it as the probe main body 100 and being fixed to the apex of this pyramidal probe main body 100 by the above method is shown.
【００３６】ここで、析出された金の微粒子２０４の大
きさは、レーザー光の強度、レーザー光の照射時間、エ
バネッセント光２０２が浸み出したプリズム１０とＴｉ
Ｏ２薄膜１０２を形成されたプローブ本体１００との距
離、プローブ本体１００の先端部の先鋭度、プリズム１
０へのレーザー光の入射角、プリズム１０の屈折率など
を制御することにより、ナノメートルオーダーとするこ
とが可能である。Here, the size of the gold fine particles 204 deposited is such that the intensity of the laser light, the irradiation time of the laser light, the prism 10 and the Ti from which the evanescent light 202 has leached out.
The distance from the probe body 100 on which the O 2 thin film 102 is formed, the sharpness of the tip of the probe body 100, the prism 1
By controlling the incident angle of the laser light to 0, the refractive index of the prism 10 and the like, it is possible to achieve the nanometer order.
【００３７】ここで、レーザー光の強度を強くしたり、
レーザー光の照射時間を長くしたりすると、析出される
金の微粒子２０４の曲率半径などの大きさを大きくする
ことができる。Here, the intensity of the laser light is increased,
By increasing the irradiation time of the laser light, the size of the radius of curvature of the deposited gold fine particles 204 can be increased.
【００３８】また、エバネッセント光２０２が浸み出し
たプリズム１０とＴｉＯ２薄膜１０２を形成されたプロ
ーブ本体１００との距離を大きくすると、エバネッセン
ト光２０２が照明しているＴｉＯ２薄膜１０２の領域が
少なくなるので、析出される金の微粒子２０４の曲率半
径などの大きさを小さくすることができる。Further, if the distance between the prism 10 into which the evanescent light 202 oozes out and the probe main body 100 on which the TiO 2 thin film 102 is formed is increased, the area of the TiO 2 thin film 102 illuminated by the evanescent light 202 is reduced. Therefore, it is possible to reduce the size of the radius of curvature of the deposited gold fine particles 204.
【００３９】さらに、プローブ本体１００の先端部の先
鋭にすればするほど、プローブ本体１００の先端領域に
おけるＴｉＯ２薄膜１０２がエバネッセント光２０２に
よって照明される領域が小さくなるので、析出される金
の微粒子２０４の曲率半径などの大きさを小さくするこ
とができる。Furthermore, the sharper the tip of the probe body 100, the smaller the area of the tip region of the probe body 100 where the TiO 2 thin film 102 is illuminated by the evanescent light 202 becomes. The size such as the radius of curvature of 204 can be reduced.
【００４０】さらにまた、プリズム１０へのレーザー光
の入射角を大きくしたり、プリズム１０の屈折率を大き
くすると、プリズム１０の表面１０ａに浸み出すエバネ
ッセント光２０２の侵入長を短くすることができるの
で、プローブ本体１００の先端領域におけるＴｉＯ２薄
膜１０２が形成された領域がエバネッセント光２０２に
よって照明される領域を小さくすることができるように
なるので、析出される金の微粒子２０４の大きさを小さ
くすることができる。Furthermore, if the incident angle of the laser light on the prism 10 is increased or the refractive index of the prism 10 is increased, the penetration length of the evanescent light 202 leaching into the surface 10a of the prism 10 can be shortened. Therefore, the area where the TiO 2 thin film 102 is formed in the tip area of the probe main body 100 can be reduced in area illuminated by the evanescent light 202, so that the size of the deposited gold fine particles 204 can be reduced. can do.
【００４１】なお、上記した実施の形態においては、金
属微粒子を固定する部材の材質としてＳｉＮを用いた
が、金属微粒子を固定する部材の材質はＳｉＮに限定さ
れるものではなく、例えば、各種の誘電体や金属などを
適宜に用いることができることは勿論である。In the above embodiment, SiN is used as the material for fixing the metal fine particles, but the material for fixing the metal fine particles is not limited to SiN. Of course, a dielectric or metal can be used as appropriate.
【００４２】また、上記した実施の形態においては、部
材の先端に固定する金属微粒子として金の微粒子を用い
たが、部材の先端に固定する金属微粒子は金の微粒子に
限定されるものではなく、例えば、白金やパラジウムな
どの各種の金属を用いることができる。In the above-described embodiment, gold fine particles are used as the metal fine particles fixed to the tip of the member, but the metal fine particles fixed to the tip of the member are not limited to gold fine particles. For example, various metals such as platinum and palladium can be used.
【００４３】さらにまた、上記した実施の形態において
は、先鋭な先細の部材たるプローブ本体１００の先端に
金属微粒子を固定する場合について説明したが、金属微
粒子を固定する部材は上記したプローブ本体１００など
のような先鋭な先細の部材に限定されるものではなく、
各種の形状の部材を用いることができる。Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the metal fine particles are fixed to the tip of the probe main body 100 which is a sharp and tapered member has been described, but the member for fixing the metal fine particles is the above-mentioned probe main body 100 or the like. It is not limited to sharp and tapered members such as
Members of various shapes can be used.
【００４４】また、上記した実施の形態においては、プ
ローブ本体１００に光触媒としてＴｉＯ２薄膜１０２を
形成するにあたって、Ｔｉをスパッタすることによりプ
ローブ本体１００の表面にＴｉ薄膜を成膜する処理を行
ったが、プローブ本体１００の表面にＴｉＯ２薄膜を成
膜する処理はスパッタに限られることなしに、ゾルゲル
法などの各種の手法を用いてもよいことは勿論である。Further, in the above-described embodiment, when forming the TiO 2 thin film 102 as a photocatalyst on the probe main body 100, the Ti thin film is formed on the surface of the probe main body 100 by sputtering Ti. However, the process of forming the TiO 2 thin film on the surface of the probe body 100 is not limited to sputtering, and it goes without saying that various methods such as a sol-gel method may be used.
【００４５】さらに、上記した実施の形態においては、
光触媒としてＴｉＯ２を用いたが、これに限られること
なしに、任意の光触媒を用いてもよいことは勿論であ
る。Further, in the above embodiment,
Although TiO 2 is used as the photocatalyst, it is needless to say that any photocatalyst may be used without being limited to this.
【００４６】[0046]
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、各種の部材の先端に小さな金属微粒子を正
確に位置させて固定することができるようにした、部材
の先端部に金属微粒子を生成して固定する方法およびそ
の装置ならびにプローブを提供することができるという
優れた効果を奏する。Since the present invention is configured as described above, it is possible to accurately position and fix small metal fine particles at the tips of various members. It has an excellent effect that a method for producing and fixing fine particles, an apparatus therefor, and a probe can be provided.
【図１】本発明による部材の先端部に金属微粒子を生成
して固定する装置の実施の形態の一例を示す概念構成説
明図である。FIG. 1 is a conceptual structural explanatory view showing an example of an embodiment of an apparatus for generating and fixing metal fine particles on the tip of a member according to the present invention.
【図２】原子間力顕微鏡のカンチレバーのピラミッド状
の先端部にＴｉＯ２薄膜を形成してプローブ本体として
用い、このピラミッド状の頂点に固定された金の微粒子
を示す電子顕微鏡写真である。FIG. 2 is an electron micrograph showing gold fine particles fixed to the apexes of a pyramid-shaped tip by forming a TiO 2 thin film on the pyramid-shaped tip of a cantilever of an atomic force microscope and using it as a probe body.
１０ プリズム １０ａ プリズムの表面 １２ レーザー光 １４ レーザー光源 １００ プローブ本体 １０２ ＴｉＯ２薄膜 ２００ ＨＡｕＣｌ４溶液 ２０２ エバネッセント光 ２０４ 金の微粒子10 Prism 10a Surface of Prism 12 Laser Light 14 Laser Light Source 100 Probe Body 102 TiO 2 Thin Film 200 HAuCl 4 Solution 202 Evanescent Light 204 Gold Fine Particles
フロントページの続き (56)参考文献 特開2000−356587（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−262038（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−237391（ＪＰ，Ａ) 特開2000−329676（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−267946（ＪＰ，Ａ) 特開2000−338026（ＪＰ，Ａ) 特開2000−276764（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−260190（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−102457（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−326740（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−101809（ＪＰ，Ａ) 特許2555531（ＪＰ，Ｂ２) Ｗｉｌｌｉａｍ Ａ．Ｄｕｃｋｅｒ, Ｔｉｍ Ｊ．Ｓｅｎｄｅｎ ａｎｄ Ｒ ｉｃｈａｒｄ Ｍ．Ｐａｓｈｌｅｙ．" Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｆｏｒ ｃｅｓ ｉｎ Ｌｉｑｕｉｄｓ Ｕｓｉ ｎｇ ａ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃ ｏｐｅ”，Ｌａｎｇｍｕｉｒ，米国，Ａ ｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓ ｏｃｉｅｔｙ，1992年 ７月，第８巻、 第７号，ｐ．1831−1836 Ｗｉｌｌｉａｍ Ａ．Ｄｕｃｋｅｒ, Ｔｉｍ Ｊ．Ｓｅｎｄｅｎ ＆ Ｒｉｃ ｈａｒｄ Ｍ．Ｐａｓｈｌｅｙ．”Ｄｉ ｒｅｃｔ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏ ｆ ｃｏｌｌｏｉｄａｌ ｆｏｒｃｅｓ ｕｓｉｎｇ ａｎ ａｔｏｍｉｃ ｆ ｏｒｃｅ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ”，Ｎ ａｔｕｒｅ，1991年 ９月19日，第353 巻、第6341号，ｐ．239−241 Ｅｕｒｉｃｏ Ｂｏｒｇａｒｅｌｌ ｏ，Ｒｏｎ Ｈａｒｒｉｓ，ａｎｄ Ｎ ｉｃｋ Ｓｅｒｐｏｎｅ，”ＰＨＯＴＯ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＤＥＰＯＳＩＴＩＯ Ｎ ＡＮＤ ＰＨＯＴＯＲＥＣＯＶＥＲ Ｙ ＯＦ ＧＯＬＤ ＵＳＩＮＧ ＳＥ ＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ ＤＩＳＰＥＲ ＳＩＯＮＳ”，Ｎｏｕｖｅａｕ Ｊｏｕ ｒｎａｌ ｄｅ Ｃｈｉｍｉｅ，フラン ス，ＣＮＲＳ−Ｇａｕｔｈｉｅｒ−Ｖｉ ｌｌａｒｓ，1985年12月，第９巻、第12 号，ｐ．743−747 Ｔａｋａｙｕｋｉ ＯＫＡＭＯＴＯ ａｎｄ Ｉｃｈｉｒｏｕ ＹＡＭＡＧＵ ＣＨＩ，”Ｎｅａｒ−Ｆｉｅｌｄ Ｓｃ ａｎｎｉｎｇ Ｏｐｉｔｉｃａｌ Ｍｉ ｃｒｏｓｃｏｐｅ Ｕｓｉｎｇ ａ Ｇ ｏｌｄ Ｐａｒｔｉｃｌｅ”，Ｊａｐａ ｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐ ｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，日本, 1997年 ２月 １日，第36巻、Ｐａｒｔ ２、第２Ａ号，ｐ．Ｌ166−Ｌ169 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 13/10 - 13/24 G12B 21/00 - 21/24 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)Continuation of the front page (56) Reference JP 2000-356587 (JP, A) JP 8-262038 (JP, A) JP 11-237391 (JP, A) JP 2000-329676 (JP, A) ) JP-A-10-267946 (JP, A) JP-A-2000-338026 (JP, A) JP-A-2000-276764 (JP, A) JP-A-10-260190 (JP, A) JP-A-6-102457 ( JP, A) JP 10-326740 (JP, A) JP 11-101809 (JP, A) JP 2555531 (JP, B2) William A. Ducker, Tim J. Senden and R. Richard M. Pashley. "Measurement of Forces in Liquids Usin a Force Microscope", Langmuir, USA, American Chemical Society, July 1992, Vol. 8, p. 1831-1836 William A. Ducker, Tim J. Senden & Richard M. Pashley. "Direct measurement of colloidal forces using an atomic force microscope," Nature, September 19, 1991, Volume 353, No. 6341, p. 239-241 Eurico Borgarello, Ron Harris, and Nick Serpone, "PHOTO CHEMICAL DEPOSITIO N AND PHOTORECOVER Y OF GOLD U-CUR u sui ur konu sir u sunder sui jour sui jour nu sui nu suru sui nu sui nu ur sui nu ur u sui nu ur sui nu ur sui nu ur sui nu ur sui nu ur sui nu ur sui nu ur sui nu ur sui nu ur seu December, Volume 9, Issue 12, p. 743-747 Takayuki OKAMOTO and Ichirou YAMAGU CHI, "Near-Field Scanning Optical Microscope, Ussing a por p ed. No. 2A, p. L166-L169 (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01N 13/10-13/24 G12B 21/00-21/24 JISST file (JOIS)
Claims (9)
前記光触媒に接触させ、 前記部材のうちで前記光触媒と前記溶液とが接触した状
態の領域をエバネッセント光で照明し、前記エバネッセ
ント光が照明した前記光触媒上に前記溶液に含まれる金
属イオンから金属微粒子を還元生成して固定するもので
ある部材の先端部に金属微粒子を生成して固定する方
法。1. A region in which a photocatalyst is formed at the tip of a member, a solution containing metal ions that can be reduced by the photocatalyst is brought into contact with the photocatalyst, and the photocatalyst is in contact with the solution in the member. Is irradiated with evanescent light, and the metal fine particles are reduced and generated from the metal ions contained in the solution and fixed on the photocatalyst illuminated by the evanescent light to generate and fix the metal fine particles at the tip of the member. Method.
粒子を生成して固定する方法において、 前記エバネッセント光は、光を全反射するように入射さ
れたプリズムから浸み出したものである部材の先端部に
金属微粒子を生成して固定する方法。2. The method for producing and fixing metal fine particles at the tip of a member according to claim 1, wherein the evanescent light is leached from a prism that is incident so as to totally reflect the light. A method of generating and fixing fine metal particles at the tip of a member.
粒子を生成して固定する方法において、 前記光は、紫外レーザー光であるものである部材の先端
部に金属微粒子を生成して固定する方法。3. The method for producing and fixing metal fine particles at the tip of the member according to claim 2, wherein the light is ultraviolet laser light and produces metal fine particles at the tip of the member. How to fix.
ずれか１項に記載の部材の先端部に金属微粒子を生成し
て固定する方法において、 前記光触媒は、ＴｉＯ２（二酸化チタン）であるもので
ある部材の先端部に金属微粒子を生成して固定する方
法。4. The method for producing and fixing fine metal particles at the tip of the member according to claim 1, 2, or 3, wherein the photocatalyst is TiO 2 (titanium dioxide). A method of generating and fixing fine metal particles at the tip of the member that is.
求項４のいずれか１項に記載の部材の先端部に金属微粒
子を生成して固定する方法において、 前記部材は、誘電体または金属から形成されるものであ
る部材の先端部に金属微粒子を生成して固定する方法。5. The method for producing and fixing metal fine particles on the tip of the member according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein the member is a dielectric. Alternatively, a method of generating and fixing fine metal particles at the tip of a member formed of metal.
４または請求項５のいずれか１項に記載の部材の先端部
に金属微粒子を生成して固定する方法において、 前記部材は、ＳｉＮ（窒化シリコン）により形成され、 前記溶液は、ＨＡｕＣｌ４（四塩化金酸）溶液であり、 前記金属微粒子は、Ａｕ（金）の微粒子であるものであ
る部材の先端部に金属微粒子を生成して固定する方法。6. A method for producing and fixing metal fine particles at the tip of a member according to claim 1, claim 2, claim 3, claim 4 or claim 5, wherein: Is formed of SiN (silicon nitride), the solution is an HAuCl 4 (tetrachloroauric acid) solution, and the metal fine particles are fine particles of Au (gold). How to generate and fix.
ザー光源と、 前記レーザー光源により生成されたレーザー光を入射し
て全反射するプリズムと、 先端部に光触媒を形成した部材と、 前記光触媒によって還元可能な金属イオンを含み、前記
プリズムから浸み出した前記レーザー光の照射によるエ
バネッセント光の存在する領域に供給される溶液とを有
し、 前記部材のうちで前記光触媒を形成した領域と前記溶液
とが接触する部分に前記エバネッセント光が照明される
ように位置させ、前記エバネッセント光が照明した前記
光触媒上に前記溶液に含まれる金属イオンを金属微粒子
として還元生成して固定するものである部材の先端部に
金属微粒子を生成して固定する装置。7. A laser light source for generating laser light of a predetermined wavelength, a prism for totally reflecting the laser light generated by the laser light source, a member having a photocatalyst formed at its tip, and the photocatalyst A solution containing a reducible metal ion, and having a solution supplied to a region where evanescent light by irradiation of the laser light leached from the prism is present, and a region in which the photocatalyst is formed in the member and the A member that is positioned so that the evanescent light is illuminated in a portion in contact with a solution, and the metal ions contained in the solution are reduced and produced as metal fine particles on the photocatalyst illuminated by the evanescent light to be fixed and fixed. A device that generates and fixes fine metal particles at the tip of the.
し、 前記光触媒によって還元可能な金属イオンを含む溶液を
前記光触媒に接触させ、 前記プローブ本体のうちで前記光触媒と前記溶液とが接
触した状態の領域をエバネッセント光で照明し、 前記エバネッセント光が照明した前記光触媒上に前記溶
液に含まれる金属イオンから金属微粒子を還元生成した
ものであるプローブ。8. A state in which a photocatalyst is formed at the tip of a probe body, a solution containing metal ions that can be reduced by the photocatalyst is brought into contact with the photocatalyst, and the photocatalyst is in contact with the solution in the probe body. Is illuminated with evanescent light, and metal fine particles are reduced and produced from metal ions contained in the solution on the photocatalyst illuminated with the evanescent light.
成され、 前記光触媒は、ＴｉＯ２（二酸化チタン）であり、 前記溶液は、ＨＡｕＣｌ４（四塩化金酸）溶液であり、 前記金属微粒子は、Ａｕ（金）の微粒子であるものであ
るプローブ。9. The probe according to claim 8, wherein the probe main body is made of SiN (silicon nitride), the photocatalyst is TiO 2 (titanium dioxide), and the solution is HAuCl 4 (tetrachloride). A probe in which the metal fine particles are Au (gold) fine particles.
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| Ｗｉｌｌｉａｍ Ａ．Ｄｕｃｋｅｒ，Ｔｉｍ Ｊ．Ｓｅｎｄｅｎ ａｎｄ Ｒｉｃｈａｒｄ Ｍ．Ｐａｓｈｌｅｙ．"Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｆｏｒｃｅｓ ｉｎ Ｌｉｑｕｉｄｓ Ｕｓｉｎｇ ａ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ"，Ｌａｎｇｍｕｉｒ，米国，Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，１９９２年 ７月，第８巻、第７号，ｐ．１８３１−１８３６ |
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