鸟本司教授（国立大学法人東海国立大学機構 黑料网工学研究科）は、菅原康弘教授（大阪大学大学院工学研究科）、石原一教授（大阪府立大学工学研究科／大阪大学大学院基礎工学研究科）らとともに、光照射により発生する力（光圧）を計る顕微鏡（光誘起力顕微鏡）を用いて、人工合成されたナノ粒子の近接場光を１ナノメートル（10億分の1メートル）以下の分解能で画像化することに世界で初めて成功しました。
半导体や金属のナノ粒子は光触媒、太阳电池などに用いる光机能材料として注目されています。光を用いる走査型顕微镜（走査型近接场光学顕微镜※6）は、このような试料の光学特性を反映した画像が得られる利点がありますが、原子スケールの分解能までは得られませんでした。今回、光を照射した走査型顕微镜のプローブ先端とナノ材料の间に働く力（光圧）を高感度に読み取る新しいタイプの顕微镜（光诱起力顕微镜）により、桁违いの高分解能を実现することが出来ました。
研究チームは高性能な光触媒材料として设计された复合ナノ粒子を复数の波长の光を用いて観测し、ナノ粒子が设计通りの化学的性质を持つことを原子分解能に迫る光圧画像で确认しました。超高真空中での観测を実现し、かつ光照射による热の影响を除去する独自の工夫を加えたことが高分解能の键となり、光圧の３次元ベクトル像を取得することにも成功しました。机能性ナノ材料の设计?评価のための新しい基盘技术として期待される成果です。
本研究成果は、英国科学誌『Nature Communications』に６月２３日１８時（日本時間）にオンライン掲載されました。
? 光照射によって働く試料とプローブ間の力（光圧※1）を计测する「光诱起力顕微镜※2」で、高性能な光触媒※3机能を持つナノ微粒子の近接场光※4を画像化することに成功。
? 照射光による熱の影響を独自技術で排除し、世界で初めて１ナノメートル以下の分解能※5を达成。光圧の３次元ベクトルの画像化にも初めて成功。
?机能性ナノ材料の设计?评価のための新しい基盘技术として期待。
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※1 光圧
物质に光があたると光は运动量を持つために物质に力が働く。また光电场の勾配があるときにも、光电场とそれにより物质に诱起される分极间の相互作用のため物质に力が働く。これらを光圧と呼ぶ。近接场光内で物质に働く力も光圧の一种である。
※2 光诱起力顕微镜
金属基板上の试料と金属コートされた走査型顕微镜のプローブチップが光で照射されると、基板とチップのギャップ内で强い光电场が発生し、ギャップ内の试料近傍の近接场光とチップに诱起される双极子との相互作用のため両者の间に力（光圧）が働く。この力を高感度に测定することで试料の近接场光イメージを得る走査型の顕微镜。
※3 光触媒
光吸収した半导体中に生じる励起电子あるいは正孔が引き起こす化学反応。太阳光を用いた水の完全分解による水素と酸素の製造など、サステイナブルな技术として注目されている。
※4 近接场光
物质表面や光の波长より小さな物质に光が照射されたとき、その周辺の、波长より差し渡しが小さい空间内に、伝播しない光の染み出しが発生する。照射される光と同じ振动数を持ち局在している振动电场。
※5 分解能
测定装置などが、どれくらいまで细かい构造を识别できるかの性能を表す指标。１ナノメートル以下の分解能とは１ナノメートル以下の距离しか离れていない构造が识别できる性能を表す。
※6 走査型近接场光学顕微镜
光を照射された试料の表面を鋭敏なプローブで走査し、近接场光をプローブ先端で散乱させるなどして远方での光信号を読み取って、试料の表面形状を最小10苍尘程度の分解能で计测する顕微镜。
タイトル：“Optical Force Mapping at the Single-Nanometre Scale”
著者名：J. Yamanishi, H. Yamane, Y. Naitoh, Y. J. Li, N. Yokoshi, T. Kameyama,
S. Koyama, T. Torimoto, H. Ishihara, and Y. Sugawara
DOI:
なお、本研究は、文部科学省科学研究费新学术研究领域研究「光圧によるナノ物质操作と秩序の创生」（领域代表 大阪府立大学 石原一）の支援の下に行われました。
