(57)【要約】【課題】  赤外スペクトルの高感度検出が可能な近接場赤外顕微分光方法を得る。【解決手段】  プローブ先端に赤外光を照射して発生させた近接場光を用いて測定試料（６）の微小部位（６ａ）の分光スペクトル測定を行うために、直径が測定試料の直径よりも小さい円柱状の試料台（４０）であって、少なくとも円柱の中央部分（４１）が上昇可能な試料台（４０）を準備し、この試料台（４０）上に微小部位（６ａ）が中心に来るようにして測定試料（６）を設置し、測定台（４０）の側面において測定試料（６）をリング（４２）等を用いて固定し、円柱の中央部分（４１）を上昇させることによって測定試料（６）を等方的に展伸させて薄膜化する。このようにして薄膜化された試料に対し、近接場赤外顕微分光測定を行う。【選択図】      図１
2006132967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブ先端に赤外光を照射して発生させた近接場光を用いて測定試料の微小部位の分光スペクトル測定を行う近接場赤外顕微分光方法において、
直径が測定試料の直径よりも小さい円柱状の試料台であって、少なくとも円柱の中央部分が上昇可能な試料台を準備し、
前記試料台上に前記微小部位が中心に来るようにして前記測定試料を設置し、
前記測定台の側面において前記測定試料を固定し、
前記円柱の中央部分を上昇させることによって前記固定された測定試料を等方的に展伸させて薄膜化し、
前記薄膜化された測定試料に対して前記分光スペクトル測定を行うことを特徴とする、近接場赤外顕微分光方法。
【請求項２】
請求項１に記載の近接場赤外顕微分光方法において、前記測定試料を等方的に展伸させて薄膜化する段階は前記微小部位への有機溶媒の滴下と共に行われることを特徴とする、近接場赤外顕微分光方法。
【請求項３】
プローブ先端に赤外光を照射して発生させた近接場光を用いて測定試料の微小部位の分光スペクトル測定を行う近接場赤外顕微分光方法において、
前記微小部位を含む前記測定試料を有機溶媒で湿潤し、
前記湿潤した測定試料に対して転写板を圧着して該転写板上に前記測定試料の一部を転写し、
前記測定試料が転写された転写板上の前記微小部位に対して前記分光スペクトル測定を行うことを特徴とする、近接場赤外顕微分光方法。
【請求項４】
請求項３に記載の近接場赤外顕微分光方法において、前記転写させる際の圧力は、１０〜２０ｋｇ／ｃｍ２であることを特徴とする、近接場赤外顕微分光方法。
【請求項５】
プローブ先端に赤外光を照射して発生させた近接場光を用いて測定試料の微小部位の分光スペクトル測定を行う近接場赤外顕微分光装置において、
前記測定試料の直径よりも小さな直径を有する円柱状の試料台と、
前記試料台上に設置された測定試料を前記円柱の側面において固定するリングと、
前記試料台の中央部分に設けられ、前記試料台の表面を超えて上昇可能なスライド部材とを備え、前記試料台上に設置され前記リングによって固定された測定試料を前記スライド部材を上昇させることによって展伸し薄膜化して前記分光スペクトル測定を行うことを特徴とする、近接場赤外顕微分光装置。
【請求項６】
請求項５に記載の近接場赤外顕微分光装置において、前記スライド部材先端は球状であることを特徴とする、近接場赤外顕微分光装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の近接場赤外顕微分光装置において、少なくとも前記スライド部材先端はＡｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｌのいずれかを材料として構成されていることを特徴とする、近接場赤外顕微分光装置。
【請求項８】
請求項５乃至７の何れか１項に記載の近接場赤外顕微分光装置において、前記展伸された測定試料の上方より前記微小部位に近接するように設けられた第１のプローブに対して、前記スライド部材内に前記第１のプローブとは反対方向に設けられた第２のプローブを有することを特徴とする、近接場赤外顕微分光装置。
【請求項９】
請求項５乃至８の何れか１項に記載の近接場赤外顕微分光装置において、さらに前記プローブ先端に有機溶媒蒸気を供給するための手段を設け、前記プローブは冷却用のペルチエ素子を備えることを特徴とする、近接場赤外顕微分光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接場赤外顕微分光方法および近接場赤外顕微分光装置に関し、特に、高感度での測定を可能とする近接場赤外顕微分光方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近接場光（エバネッセント光）を利用した赤外顕微分光装置は、試料の、例えば数百ナノメートル程度の極微小領域に対して赤外分光を行うことができ、ナノテクノロジー分野における材料研究の上でその将来が期待されている。しかしながらこの装置の現状は、近接場赤外分光技術がようやく形になってきた段階であり、その検出感度は実用に耐えられる程度に高いものではない。従って、近接場赤外顕微分光装置を実用化するためには、高感度化のための特殊手法の確立が不可欠である。
【０００３】
このような観点に立つ従来技術として、特開２００３−２９４６１８号公報（以下、特許文献１と言う）に記載の赤外顕微分光装置および近接場赤外顕微分光装置が開発されている。この装置は、赤外顕微分光装置および近接場赤外顕微分光装置において、可視光と赤外光のような波長の異なる２種類の測定光を同一光路において用いて測定する構成としたものであり、これによって測定精度が向上することを示している。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の装置では、試料形状により赤外光が透過し難い場合があること、また、試料内部を透過した赤外光の反射効率が低いことに由来する、低検出感度の問題を解決することができず、十分な測定精度の向上が期待できない。
【０００５】
なお、本件出願に関連する従来技術の一般的技術水準を示す文献として、以下の特許文献２乃至５が存在する。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２９４６１８
【特許文献２】特開２００３−２２２５８９
【特許文献３】特開２００１−７４６２０
【特許文献４】特開平６−１９４２３１
【特許文献５】特開平１１−４４６９４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、従来の近接場赤外顕微分光方法および装置における上記のような欠点を解決する目的でなされたもので、近接場光を用いた赤外分光スペクトル測定を高感度でしかも容易に行うことが可能な方法および装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の第１の方法は、プローブ先端に赤外光を照射して発生させた近接場光を用いて測定試料の微小部位の分光スペクトル測定を行うにあたって、直径が測定試料の直径よりも小さい円柱状の試料台であって、少なくとも円柱の中央部分が上昇可能な試料台を準備し、この試料台上に微小部位が中心に来るようにして測定試料を設置し、測定台の側面においてこの測定試料を固定し、円柱の中央部分を上昇させることによって固定された測定試料を等方的に展伸させて薄膜化し、その後前記の分光スペクトル測定を行う各段階を含んで構成される。
【０００９】
測定試料を薄膜化することにより、近接場光が試料を透過し試料台の反射面によって反射されて検出器方向に向かう割合が高くなる。したがって、近接場光を用いた分光スペクトル測定は、測定試料が薄いほどその検出感度は高くなる。しかしながら、測定部位の大きさが数百ナノメートルのオーダーである試料を、その形状を破壊することなく例えば数μｍ程度まで薄膜化することは容易ではない。
【００１０】
上記本発明の第１の方法では、円柱状の試料台上に測定部位が円柱の中央部分に来るようにして測定試料を設置し、この測定試料を円柱の側面で固定すると共に円柱の中央部分を上昇させることによって、測定試料は放射線状に等方的に展伸し、測定部位の概形を相似的に保ったまま薄膜化される。この状態で近接場光を用いた分光スペクトル測定を行うことによって、感度の高い測定が容易に実施可能となる。
【００１１】
また、前記測定試料を等方的に展伸させて薄膜化する段階は、測定試料に対して有機溶媒蒸気を供給し、例えばプローブを冷却することによってプローブ先端に触れた蒸気を液化して前記測定部位に滴下させながら行うことができる。これによって微小測定部位が膨潤しまたは溶解して薄膜化が促進され、その結果、さらに高感度のスペクトル測定を行うことができる。
【００１２】
前記課題を解決するために、本発明の第２の方法は、プローブ先端に赤外光を照射して発生させた近接場光を用いて測定試料の微小部位の分光スペクトル測定を行う近接場赤外顕微分光方法において、微小部位を含む前記測定試料を有機溶媒で湿潤し、この湿潤した測定試料に対して転写板を圧着してその上に測定試料の一部を転写し、転写板上に転写された微小部位に対して前記の分光スペクトル測定を行う。
【００１３】
有機溶媒で湿潤された試料に転写板を圧着することにより、試料の一部がほとんど非破壊の状態で転写板上に転写され、薄膜試料が形成される。したがって、転写板上の薄膜試料に対して分光スペクトル測定を行うことによって、高感度の測定が可能となる。この場合、転写のための圧力は、１０〜２０ｋｇ／ｃｍ２が適切である。
【００１４】
本発明の上記各方法は、プローブ先端に赤外光を照射して発生させた近接場光を用いて測定試料の微小部位の分光スペクトル測定を行う近接場赤外顕微分光装置において、さらに、測定試料の直径よりも小さな直径を有する円柱状の試料台と、この試料台上に設置された測定試料を円柱の側面において固定するリングと、試料台の中央部分に設けられ、試料台表面を超えて上昇可能なスライド部材とを設けた装置を用いることによって、実現される。
【００１５】
上記の装置によれば、試料台上に設置しリングによってその周辺を固定した試料に対し、スライド部材を上昇させるのみで、測定部位の概形を破壊することなく薄膜化することができる。そのため、高感度の近接場赤外スペクトルの測定が容易に実行される。
【００１６】
試料の微小測定部位のよりスムーズな展伸を行うために、スライド部材の先端は球状、あるいは半球状となっていることが好ましい。また、近接場光の反射率を上げるために、スライド部材はその先端がＡｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｌのいずれかを材料として構成されていることが好ましい。この場合、スライド部材全体をこれらの金属によって構成する必要は無く、先端部表面をこれらの金属でコーティングしたものでも良い。
【００１７】
また、試料の上方から微小部位に接近する第１のプローブとは別に、スライド部材の内部から展伸された微小部位に接近可能な第２のプローブを設けて、ダブルプローブ構造とすることにより、強い近接場光を発生させることができる。その結果、より検出感度の高いスペクトル測定を行うことができる。
【００１８】
さらにまた、プローブ先端付近に有機溶媒の蒸気を供給する機構を設け、かつプローブに設けたペルチエ素子によりプローブ先端を冷却可能とすることにより、プローブ先端で有機溶媒蒸気を液化しこれを測定試料の微小部位に滴下することが可能となる。その結果、試料の微小測定部位が溶媒により膨潤しまたは溶解して、展伸による薄膜化が促進され、より高感度の赤外スペクトル測定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
近接場分光スペクトル測定において検出感度を低下させる要因として、１）試料によっては、赤外光が透過しにくい場合が多いこと、および２）試料内部を経由した赤外光の反射効率が低いこと、を挙げることができる。このような要因を取り除いて検出感度を向上させるためには、１）試料内部の赤外透過率を高めること、２）試料直下の反射基板からの反射効率を高めること、が必要であり、さらにその場合に、３）試料片上の測定部位の概形を変化させないこと、および４）試料固定のためにグリース等を用いないことが必要となる。
【００２０】
物質の赤外透過率はその物質に固有であり変更することはできないが、試料を薄膜化することによって赤外光の透過量を大きくすることができる。また、試料を設置する試料台表面の材料を選択することによって、赤外光の反射効率を向上させることができる。したがって、如何にして測定部位の概形を変化させずに試料を薄膜化させることができるか、さらにその薄膜化の過程を如何に容易に行えるかが、実用可能な近接場赤外顕微分光装置を実現する上で重要である。
【００２１】
図１は、上記要件を満足して検出感度を向上させることが可能な、本発明の第１の実施形態にかかる近接場赤外顕微分光装置の概略構造を示す図である。図において、１はプローブ、２は分光スペクトル測定用の赤外光源、３は反射光の検出器、４は試料固定機構、５は測定台、６は測定のために薄膜化された試料を示す。さらに、６ａは試料６上の微小測定対象部位を示す。プローブ１は、例えば、先端曲率径が百〜数百ｎｍのファイバープローブである。
【００２２】
図２は、図１の試料固定機構４の構造を示す分解説明図である。図２の（ａ）は、例えばＩＲ−ＮＳＯＭ試料ステージである試料台４０の斜視図を示し、図（ｂ）はその側面図である。試料台４０は中心部分に円柱状のスライド部材４１を有し、また、図（ｂ）に示す様に台４０の上面を覆ってフィルム状の試料６が載置される。図（ｃ）は試料６を台４０に固定するためのリング４２を示す。
【００２３】
リング４２は、図（ｂ）に示すように、試料台４０の側面から試料６を固定する。したがって本装置では、試料６を試料台４０に固定するためのグリースは必要無い。なお、グリース等を用いた場合、スペクトルにグリース妨害ピークが出現するので好ましくない。微小測定部位６ａは、試料台４０のほぼ中心に来るようにする。試料６は、試料台４０の側面に達する必要があるため、試料台４０の直径は試料６の直径よりも小さくする。
【００２４】
スライド部材４１は、外部よりの操作により上昇可能であり、またその頂部表面は反射率の高い金属（Ｐｔ、Ａｕ、Ａｌ等）でコーティングされている。あるいはスライド部材４１自身をこのような反射率の高い材料で構成しても良い。スライド部材４１の頂部は平面でも良いが、球状であることが好ましい。
【００２５】
図２の（ｄ）は、測定のためにスライド部材４１を上昇させた場合を示す。スライド部材４１を上昇させることによって、試料台４０上の試料６は試料台表面を離れて上方に持ち上がり、等方的引き伸ばされて薄膜化される。このとき、試料６は図（ｅ）に示すように放射線方向に等方的に伸びるため、測定部位６ａは元の形状に対して相似的に拡張され、その概形は元の形状とほとんど変わらない。
【００２６】
以上のようにしてスライド部材４１を上昇させ、試料６を薄膜化した後、図１に示す配置により近接場光によるスペクトル測定を行うことによって、高感度の赤外スペクトル測定を行うことができる。
【００２７】
図３は、試料の薄膜化による検出感度の向上を説明するための図である。図３（ａ）に、近接場分光スペクトル測定の原理を概念的に示す。近接場分光スペクトル測定において、先鋭プローブ１００の先端に赤外光１０１を照射すると、その先端曲率半径と同程度のオーダーで局所的な光の場１０２が生じる。これを、試料１０３に当ててその反射光１０４を検出しスペクトル分析を行うことによって、先端径オーダーの局所エリアに限定した化学分析が可能となる。
【００２８】
この場合、試料１０３を金属反射基板上に置くことによって反射光の強度を上げ、検出感度を向上させることが行われている。ところが、図（ｂ）に示す様に、試料１０３が厚い場合、近接場光１０２が反射面１０５に届かず、したがって弱い反射光１０４ａしか得られない。一方、図（ｃ）に示す様に試料１０３が薄い場合、近接場光１０２が反射面１０５に達しやすくかつ反射面１０５からの反射光が試料１０３から脱出しやすくなる。これにより強い反射光１０４ｂが得られ、高感度の測定が可能となる。
【００２９】
図４は、試料の厚さと検出感度の関係を示す実験結果であり、図５は、金属反射板として種々の材料を用いた場合の実験結果を示す。図４の場合の実験は、材料としてポリ４フッ化エチレン樹脂の薄膜を用い、Ｃ−Ｆ結合の吸収ピークにおけるＳＮ比を種々の膜厚において測定することにより行われた。
【００３０】
図４の実験結果では、試料の厚さが４μｍの場合にＣ−ＦピークのＳＮ比において最も高い値が得られているが、良い測定結果を得るための試料厚の限界、即ち赤外光の浸透深さが、ほぼ７〜８μｍであることが理解される。なお、近接場赤外分光における測定試料の最適な膜厚は試料である材料によって変化するが、膜厚が薄いほどＳＮ比の大きい結果が得られる傾向は変わらない。この実験では、反射基板として鏡面処理されたアルミニウムを用いて行われた。また、スペクトル測定は、径が３２０ｎｍのプローブを用い蓄積時間１０００秒で行われた。
【００３１】
図５は、種々の材料によって反射基板を形成した場合の、Ｃ−Ｆ結合の吸収ピークにおけるＳＮ比を示している。実験は、図４の場合と同様のポリ４フッ化エチレン樹脂薄膜（厚さ１〜４μｍ）に対して行われ、測定は３２０ｎｍ径のプローブを用い、蓄積時間２００秒で行われた。図５に示す実験結果から明らかなように、金を材料とする反射基板を用いたスペクトル測定の場合にＣ−ＦピークのＳＮ比が最も良い。
【００３２】
図１および２に示す装置では、したがって、スライド部材４１の（半）球状頂面を鏡面処理された金あるいはアルミニウムで構成することが好ましい。また、スライド部材４１の上昇を段階的に行える構成とすることによって、試料６の引き伸ばし、即ち薄膜化を段階的に行うことも可能である。
【００３３】
図６は、試料６を等方的に引き伸ばした場合、および異方的に引き伸ばした場合に、測定部位６ａの概形がどのように変化するかを示している。図において、６ａ’は試料を等方的に引き伸ばした場合の測定部位６ａの概形を示し、６ａ”は試料６を異方的に引き伸ばした場合の測定部位６ａの概形を示す。図１および２に示す装置では、試料６は等方的に引き伸ばされるので測定部位６ａの概形が変化せず、分光スペクトル測定に影響を及ぼさない。
【００３４】
図７は、本発明の第２の実施形態にかかる近接場赤外顕微分光装置の概略構成を示す図である。本実施形態の装置では、スライド部材４１を上昇させて試料の薄膜化を行う際に、試料６の測定部位６ａ上にエーテル系あるいはアルコール系の溶媒を滴下することによって、部位６ａを膨潤しまたは溶解させる。これによって、部位６ａの展伸がより促進され、膜厚がさらに薄くなるので、より高感度のスペクトル測定を行うことができる。
【００３５】
図７において、８は有機溶媒蒸気の噴出機構、９は同蒸気の回収機構である。また、１０は、プローブ１に取り付けられたペルチエ素子であり、通電によってプローブ１を冷却し、プローブ１の先端に触れた有機溶媒蒸気を液化して、部位６ａに滴下させる働きをする。
【００３６】
図８は、溶媒滴下時の試料薄膜化を説明するための図である。図示するように、プローブ１の先端部分で溶媒の滴下が起こると、試料６の測定部位６ａが溶媒によって膨潤しまたは溶解して、スライド部材による試料の展伸が促進されるので、試料の測定部位６ａ部分が特に薄膜化する。その結果、強い反射光１０５が得られ、スペクトル測定の感度が向上する。
【００３７】
図９は、スティールディスク上のポリスチレン試料に溶媒を滴下して分光測定を行った場合の吸収スペクトルを示し、図１０は、溶媒を用いないで同じ試料を測定した場合の吸収スペクトルを示す。図９および１０の各スペクトルを比較することによって明らかなように、溶媒によって試料を膨潤しまたは溶解した場合に、より分解能の高い詳細なスペクトルデータが得られる。なお、これらの測定は、従来の近接場赤外顕微分光装置を用いて行われたものであるが、試料に溶媒を滴下した場合の効果が顕著であり、したがって、図７に示す本発明の一実施形態の装置においても、同様の効果が得られることが容易に推測される。
【００３８】
図１１は、本発明の第３の実施形態にかかる近接場赤外顕微分光装置の概略構成を示す図であり、図１２は図１１に示す装置の効果を説明するための図である。本実施形態の装置では、図１１および１２に示す様に、金属反射面を有するスライド部材４１の中心部分に円筒形の孔（孔径５〜１０μｍ）を設けて、この中にさらにもう一個のプローブ１１を設けることにより、ダブルプローブ構造としたことを特徴とする。このダブルプローブ構造により、図１２に示す様に、１回の赤外光の照射により各プローブ１、１１先端に共に近接場光が発生し、その結果、強い反射光１０６が得られる。これにより、高感度の近接場赤外顕微分光装置を実現することができる。
【００３９】
以上に示した実施形態１〜３は、試料の膜厚をより薄くすることによって近接場赤外分光装置による測定を高感度化するものであるが、試料の薄膜化の過程で試料状態を変化させる危険性がある。したがって、バルク状の試料において、試料内数百ナノメートルレベルの目的部位に対して非破壊で高感度赤外スペクトル測定が可能な装置が求められる場合もある。
【００４０】
図１３は、このような場合に適する、非破壊で高感度赤外スペクトル測定が可能な装置の一例を示す。図１３の（ａ）は、本装置を側面から見た概略図、図（ｂ）は、図（ａ）の装置を上から見た場合の概略図である。図１３において、６０はバルク状の測定試料、６０ａは測定部位、１２は測定部位６０ａをカバー可能な凹面金属ホルダーを示す。ホルダー１２の側面は、図（ｂ）に示す様に、赤外光源２からの光の入射を妨げないように開口１２ａが設けてある。反射光検出器３は、この開口１２ａから測定部位６０ａを望む位置に配置される。
【００４１】
図１３の装置では、プローブ１の先端に赤外光を照射することによって発生した近接場光は、測定部位６０ａの情報を含んで凹面金属ホルダー１２の凹面状の内面１２ｂによって多重反射し、開口１２ａから検出器３の方向に向かう。この結果、測定部位６０ａからの反射光が効率的に検出器３によって受光され、検出感度が向上する。より検出感度を向上させるためには、開口１２ａは小さいほど良い。
【００４２】
図１４は、試料を非破壊で高感度スペクトル測定を行うことが可能な装置の他の例を示す。この装置では、台形プリズム１３をバルク上の試料６の測定部位６０ａ上に装着する。図１４（ｂ）は、このような台形プリズム１３の上面図である。図示するように、台形プリズム１３は、赤外光源２からの赤外光１０１が入射する領域およびプリズム１３から検出器３を望む領域以外は、Ａｕ、Ａｇなどの反射率の高い金属１４でコートされ、コート部分以外により台形プリズム１３に光の入反射口１５が形成される。台形プリズム１３の材料は、赤外光を吸収しない、ＫＢｒ、ＴａＢｒ、ＺｎＳｅあるいはダイヤモンドなどである。
【００４３】
本装置では、プローブ１の先端を台形プリズム１３の表面に近接し、プローブ１の先端に赤外光を照射することにより近接場光を発生させる。発生した近接場光はプリズム１３を介して試料６の測定部位６０ａに達し、この部位の分光情報を含んで反射される。反射光は表面が反射コートされた台形プリズム１３内で多重反射し、入反射口１５を介して検出器３の方向に脱出する。これによって、効率よく反射光が検出されるので、高い感度での測定が可能となる。
【００４４】
本装置では、近接場光の散乱を抑えるために、台形プリズム１３の高さは５０μｍ以下とすることが望ましい。また、台形プリズム１３によって試料を圧着するが、より高度な多重反射が生じるため、図１３の装置に比べてさらに高感度の測定が可能である。
【００４５】
図１５は、試料を非破壊で高感度スペクトル測定を行うことが可能な装置のさらに他の例を示す。本装置では、バルク状の試料６０上に金属グリッド１６を装着する構造を特徴としている。金属グリッド１６によって測定部位６０ａを特定することにより、測定部位６０ａ以外からの情報を完全に隔絶することができる。
【００４６】
図１６は、本発明の第４の実施形態にかかる装置の構成を示す概略図である。本実施形態の装置では、測定部位６０ａを含むバルク状の試料６０に直接近接場光を照射することなく、転写板１７に転写した試料に対して近接場光を照射する構成を特徴としている。転写板１７は、近接場光による測定位置と転写位置間を回転によって移動可能であり、測定の前処理として転写位置に配置されたバルク状の試料６０に圧着される。
【００４７】
この場合、転写板１７の近傍に、試料表面が転写板に付着しやすいように有機溶媒の蒸気１８を供給しておく。これによって、測定部位６０ａを含む試料６０の表面の一部を１μｍ程度溶解し、転写板１７への試料の転写を促進する。溶媒としては、エーテル系またはアルコール系の有機溶媒が用いられる。このような転写により、完全に非破壊では無いものの、試料６０と全く同じ形状を有する１μｍ程度の厚さの薄膜を容易に得ることができる。
【００４８】
転写板１７に試料が転写されると、転写板１７を回転させて測定位置に移動させ、この転写板１７に対して近接場光による分光測定を行う。転写された試料６１は、１μｍ程度の薄膜であるため、プローブ１の先端で発生した近接場光は容易に試料６１を透過し転写板１７の表面に達して反射されるので、検出器３による測定に対して充分な強度の反射光を得ることができる。
【００４９】
図１７は、図１６に示す装置を用いて測定したアクリル系樹脂の赤外分光スペクトルを示し、図１８は、同じ試料に対して転写を行わずに測定した赤外分光スペクトルを示す。図１７および１８に示すスペクトルを比較することによって明らかなように、転写薄膜化を行った試料からはより詳細なスペクトル情報が得られ、したがって本実施形態の装置を使用した場合において検出感度が向上していることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる近接場赤外顕微分光装置の概略構成を示す図。
【図２】図１に示す装置の部分構造を説明するための図。
【図３】図１に示す装置の効果を説明するための図。
【図４】図１に示す装置の効果を説明するための図であって、膜厚と吸収ピークのＳＮ比との関係を示す図。
【図５】図１に示す装置の効果を説明するための図であって、反射基板の材料と吸収ピークのＳＮ比との関係を示す図。
【図６】等方的引き伸ばしの効果を示す図。
【図７】本発明の第２の実施形態にかかる近接場赤外顕微分光装置の概略構成を示す図。
【図８】図７に示す装置の効果を説明するための図。
【図９】図７に示す装置の効果を説明するための図であって、試料に溶媒を添加した場合の赤外吸収スペクトルを示す。
【図１０】図７に示す装置の効果を説明するための図であって、試料に溶媒を添加しない場合の赤外吸収スペクトルを示す。
【図１１】本発明の第３の実施形態にかかる近接場赤外顕微分光装置の概略構成を示す図。
【図１２】図１１に示す装置の効果を説明するための図。
【図１３】非破壊で近接場赤外顕微分光測定を行うことができる装置の概略構成を示す図。
【図１４】非破壊で近接場赤外顕微分光測定を行うことができる他の装置の概略構成を示す図。
【図１５】非破壊で近接場赤外顕微分光測定を行うことができるさらに他の装置の概略構成を示す図。
【図１６】本発明の第４の実施形態にかかる近接場赤外顕微分光装置の概略構成を示す図。
【図１７】図１６に示す装置の効果を説明するための図であって、転写薄膜化を行った試料に対する赤外分光スペクトルを示す図。
【図１８】図１６に示す装置の効果を説明するための図であって、転写薄膜化を行わない試料に対する赤外分光スペクトルを示す図。
【符号の説明】
【００５１】
１    プローブ
２    赤外光源
３    検出器
４    試料固定機構
５    測定台
６    試料
６ａ    微小測定部位
８    有機溶媒蒸気の噴出機構
９    有機溶媒蒸気の回収機構
１０    ペルチエ素子
１１    プローブ
１７    転写板
１８    有機溶媒蒸気
４０    試料台
４１    スライド部材
４２    リング
６０    バルク状の試料
６０ａ    測定部位
６１    転写された試料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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