JPH08166342A - 顕微ラマン分光測定装置 - Google Patents
顕微ラマン分光測定装置Info
- Publication number
- JPH08166342A JPH08166342A JP30749194A JP30749194A JPH08166342A JP H08166342 A JPH08166342 A JP H08166342A JP 30749194 A JP30749194 A JP 30749194A JP 30749194 A JP30749194 A JP 30749194A JP H08166342 A JPH08166342 A JP H08166342A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高い空間分解能で顕微ラマン分光測定を容易
に行うことのできる装置を提供すること。 【構成】 気密な容器１に対物レンズ２を取り付け、試
料搭載ステージ３を内蔵する。容器内部の雰囲気は雰囲
気導入・排出管５で制御できるようにする。また、温度
調整素子を設けた温度制御層６によって試料温度を調整
可能とする。これらの操作は全て、容器内の雰囲気を維
持したまま行える。
に行うことのできる装置を提供すること。 【構成】 気密な容器１に対物レンズ２を取り付け、試
料搭載ステージ３を内蔵する。容器内部の雰囲気は雰囲
気導入・排出管５で制御できるようにする。また、温度
調整素子を設けた温度制御層６によって試料温度を調整
可能とする。これらの操作は全て、容器内の雰囲気を維
持したまま行える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は顕微ラマンスペクトルの
測定に関し、詳しくは制御された雰囲気下での顕微ラマ
ンスペクトルの測定技術に関するものである。
測定に関し、詳しくは制御された雰囲気下での顕微ラマ
ンスペクトルの測定技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ラマン分光法の測定は、試料が気体・液
体・結晶・無定形固体であることを問わず、また温度は
高温でも低温でも可能であり、さらに測定に際して他の
電子線を用いた分析法と異なり、真空などの特殊な測定
雰囲気を必要としないという利点をもち、加えて試料の
前処理を特に必要としないことや、その場測定が行える
ことなどの長所を生かして測定が行なわれてきた。従来
の測定に際しては、上記の利点を用いた測定に対して、
個々の試料形態に合せたサンプリング法が色々提案され
てきた。
体・結晶・無定形固体であることを問わず、また温度は
高温でも低温でも可能であり、さらに測定に際して他の
電子線を用いた分析法と異なり、真空などの特殊な測定
雰囲気を必要としないという利点をもち、加えて試料の
前処理を特に必要としないことや、その場測定が行える
ことなどの長所を生かして測定が行なわれてきた。従来
の測定に際しては、上記の利点を用いた測定に対して、
個々の試料形態に合せたサンプリング法が色々提案され
てきた。
【０００３】また、レーザーを対物レンズで絞ること
で、最小スポット径１μｍ程度の微少領域の測定も広く
行なわれてきた。半導体・カーボン関連分野では、結晶
状態の評価等ができるため、広範に利用されている。
で、最小スポット径１μｍ程度の微少領域の測定も広く
行なわれてきた。半導体・カーボン関連分野では、結晶
状態の評価等ができるため、広範に利用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとしている課題】しかし、従来の測
定法においては、個々の実験者が測定雰囲気を制御しよ
うとする時、特定の雰囲気が注入されている試料入りガ
ラスセル等を作成し、顕微ラマン測定などを行うことな
どが試みられてきたが、顕微測定では通常、高倍の対物
レンズを使用しているために、作動距離が小さく、試料
上にフォーカスを合せることが困難であった。開口数の
小さいレンズを使用して作動距離を長くした場合には、
焦点を合せられたとしても、レーザースポット径が大き
くなり、顕微測定の利点を犠牲にしてしまう。
定法においては、個々の実験者が測定雰囲気を制御しよ
うとする時、特定の雰囲気が注入されている試料入りガ
ラスセル等を作成し、顕微ラマン測定などを行うことな
どが試みられてきたが、顕微測定では通常、高倍の対物
レンズを使用しているために、作動距離が小さく、試料
上にフォーカスを合せることが困難であった。開口数の
小さいレンズを使用して作動距離を長くした場合には、
焦点を合せられたとしても、レーザースポット径が大き
くなり、顕微測定の利点を犠牲にしてしまう。
【０００５】また、実際に試料室全体を真空にしたり、
試料室に窒素や不活性ガス、液体等を導入しようとする
と、装置が複雑化してしまい、試料の設置や取り出しの
際の取り扱いが不便になるという問題点などがあった。
加えてこの様な状況下において温度まで制御しようとす
ると、装置がもっと複雑なものとならざるをえなかっ
た。
試料室に窒素や不活性ガス、液体等を導入しようとする
と、装置が複雑化してしまい、試料の設置や取り出しの
際の取り扱いが不便になるという問題点などがあった。
加えてこの様な状況下において温度まで制御しようとす
ると、装置がもっと複雑なものとならざるをえなかっ
た。
【０００６】本発明は前記従来技術の課題に鑑みてなさ
れたものであり、高い空間分解能で顕微ラマン分光測定
を容易に行うことのできる装置を提供することを目的と
する。
れたものであり、高い空間分解能で顕微ラマン分光測定
を容易に行うことのできる装置を提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のある形態は、顕微ラマンスペクトルの測定を行うた
めの装置であって、試料を外部の雰囲気から隔離して保
持するための容器と、該容器に取り付けられた対物レン
ズと、該容器内の雰囲気を変えるための雰囲気導入手段
とを備えたことを特徴とするものである。
明のある形態は、顕微ラマンスペクトルの測定を行うた
めの装置であって、試料を外部の雰囲気から隔離して保
持するための容器と、該容器に取り付けられた対物レン
ズと、該容器内の雰囲気を変えるための雰囲気導入手段
とを備えたことを特徴とするものである。
【０００８】また、本発明の別の形態は、顕微ラマンス
ペクトルの測定を行うための装置であって、試料を外部
の雰囲気から隔離して保持するための容器と、該容器に
取り付けられた対物レンズと、該容器内の試料位置を雰
囲気を破壊することなく移動させる手段とを備えたこと
を特徴とするものである。
ペクトルの測定を行うための装置であって、試料を外部
の雰囲気から隔離して保持するための容器と、該容器に
取り付けられた対物レンズと、該容器内の試料位置を雰
囲気を破壊することなく移動させる手段とを備えたこと
を特徴とするものである。
【０００９】また、本発明の別の形態は、顕微ラマンス
ペクトルの測定を行うための装置であって、試料を外部
の雰囲気から隔離して保持するための容器と、該容器に
取り付けられた対物レンズと、該容器内の温度を調整す
る手段を備えたことを特徴とするものである。
ペクトルの測定を行うための装置であって、試料を外部
の雰囲気から隔離して保持するための容器と、該容器に
取り付けられた対物レンズと、該容器内の温度を調整す
る手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
【実施例】図１は本発明の実施例に基づく顕微ラマン分
光測定装置の主要部の構成図である。
光測定装置の主要部の構成図である。
【００１１】内部に試料室を有するセルである容器１に
は対物レンズ２が取り付けられている。この対物レンズ
２は、そのままラマン分光光度計の顕微鏡に接続できる
ようにアタッチメント機構が設けられている。対物レン
ズ２は通常の対物レンズであるため、そのまま既存のラ
マン分光光度計に接続できる。
は対物レンズ２が取り付けられている。この対物レンズ
２は、そのままラマン分光光度計の顕微鏡に接続できる
ようにアタッチメント機構が設けられている。対物レン
ズ２は通常の対物レンズであるため、そのまま既存のラ
マン分光光度計に接続できる。
【００１２】容器１内には試料１０を搭載して保持する
ステージ３が設けられ、ｘｙ平面内での移動、θ回転の
ほか、ｚ方向の移動も行えるようになっている。このス
テージ３はステージ制御装置４によってコントロールさ
れる。５は容器１内の雰囲気を調整するための雰囲気導
入・排出口である。また温度制御のために、ステージ３
の上面にはヒータやペルチェ素子などの温度調整素子が
埋めこまれた層６が設けられており、またこの層６には
温度をモニタするための熱電対が取り付けられている。
温度調整素子と熱電対は温度制御装置７に接続され、熱
電対によって検出された温度を元に、試料１０の加熱や
冷却を可能にしている。
ステージ３が設けられ、ｘｙ平面内での移動、θ回転の
ほか、ｚ方向の移動も行えるようになっている。このス
テージ３はステージ制御装置４によってコントロールさ
れる。５は容器１内の雰囲気を調整するための雰囲気導
入・排出口である。また温度制御のために、ステージ３
の上面にはヒータやペルチェ素子などの温度調整素子が
埋めこまれた層６が設けられており、またこの層６には
温度をモニタするための熱電対が取り付けられている。
温度調整素子と熱電対は温度制御装置７に接続され、熱
電対によって検出された温度を元に、試料１０の加熱や
冷却を可能にしている。
【００１３】動作手順は以下の通りである。まず初め
に、ステージ制御装置４のコントロールによって、ステ
ージ３をｚ方向に上下させ、試料１０上にレーザー光な
どの測定光の焦点を合わせる。 次に、試料ステージ３
をｘｙ移動やθ回転させて、試料上の測定点に測定光の
スポットを位置合わせさせる。この後に、雰囲気導入・
排出管５を用いて試料室内を所望の雰囲気にする。試料
室内の圧力は十分時間が経過した後、不図示の圧力計で
モニタする。所望の雰囲気が達成された後、再度、レー
ザースポットの調整（ｚ方向）やｘｙ軸の調整等を行っ
た後、測定を行う。
に、ステージ制御装置４のコントロールによって、ステ
ージ３をｚ方向に上下させ、試料１０上にレーザー光な
どの測定光の焦点を合わせる。 次に、試料ステージ３
をｘｙ移動やθ回転させて、試料上の測定点に測定光の
スポットを位置合わせさせる。この後に、雰囲気導入・
排出管５を用いて試料室内を所望の雰囲気にする。試料
室内の圧力は十分時間が経過した後、不図示の圧力計で
モニタする。所望の雰囲気が達成された後、再度、レー
ザースポットの調整（ｚ方向）やｘｙ軸の調整等を行っ
た後、測定を行う。
【００１４】以下に、金属パラジウム膜上にレーザー光
を照射して作成した酸化パラジウムについて測定を行っ
た例を述べる。
を照射して作成した酸化パラジウムについて測定を行っ
た例を述べる。
【００１５】試料１０は、パラジウムの薄膜のついた基
板である。これに対物レンズ２からレーザー光を入射さ
せると、酸化雰囲気で、ある一定のパワー密度を越えた
ところで、酸化物がレーザー照射位置に形成される。こ
こでステージ３によって基板１０をｘｙ平面内で走査移
動させることで、ライン状に酸化パラジウムを形成する
こともできる。
板である。これに対物レンズ２からレーザー光を入射さ
せると、酸化雰囲気で、ある一定のパワー密度を越えた
ところで、酸化物がレーザー照射位置に形成される。こ
こでステージ３によって基板１０をｘｙ平面内で走査移
動させることで、ライン状に酸化パラジウムを形成する
こともできる。
【００１６】酸化パラジウムの形成は、図２に示すよう
に、ラマンスペクトルにおいて６５０ｃｍ-1付近にラマ
ン線が出現することで確認でき、この測定は酸化パラジ
ウムの形成に用いたレーザー光の散乱光を分光器に導く
ことによって、酸化パラジウムの形成と同時に行うこと
ができる。またラマン線の強度から酸化パラジウムの形
成量を見積ることが可能である。本実施例においては、
この形成された酸化パラジウムの酸素分圧依存性を調べ
た。
に、ラマンスペクトルにおいて６５０ｃｍ-1付近にラマ
ン線が出現することで確認でき、この測定は酸化パラジ
ウムの形成に用いたレーザー光の散乱光を分光器に導く
ことによって、酸化パラジウムの形成と同時に行うこと
ができる。またラマン線の強度から酸化パラジウムの形
成量を見積ることが可能である。本実施例においては、
この形成された酸化パラジウムの酸素分圧依存性を調べ
た。
【００１７】さらに具体的に述べる。アルゴンイオンレ
ーザーの励起波長５１４．５ｎｍの発振線を、開口数＝
０．９０、作動距離＝０．３０ｍｍ、焦点距離＝１．８
ｍｍ、分解能＝０．３７μｍ、焦点深度＝０．７３μｍ
の光学性能をもつ１００倍の対物レンズ２を通して、ガ
ラス基板１０上に酢酸パラジウムを焼成して作成した膜
厚１５０Ａのパラジウム膜に照射する。またこれと同時
に、対物レンズ２から白色光を入射させ、基板１０の表
面像を外部のＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ
Ｄｅｖｉｃｅ）カメラでモニタしながら、ステージ３を
ｚ方向に上下させ、表面に焦点が合うように調整する。
その後、容器１の内部の雰囲気を制御し、ステージ３を
ｘ方向に２０ｕｍ／ｓｅｃ．の速度で移動させながら、
酸化パラジウム形成及びそのラマンスペクトルの測定を
同時に行った。このとき、温度制御装置のコントロール
によって試料の温度は５０℃で一定に保った。表１に示
すようなＮ2とＯ2割合の各雰囲気１〜１１について、以
上の測定を繰り返した。
ーザーの励起波長５１４．５ｎｍの発振線を、開口数＝
０．９０、作動距離＝０．３０ｍｍ、焦点距離＝１．８
ｍｍ、分解能＝０．３７μｍ、焦点深度＝０．７３μｍ
の光学性能をもつ１００倍の対物レンズ２を通して、ガ
ラス基板１０上に酢酸パラジウムを焼成して作成した膜
厚１５０Ａのパラジウム膜に照射する。またこれと同時
に、対物レンズ２から白色光を入射させ、基板１０の表
面像を外部のＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ
Ｄｅｖｉｃｅ）カメラでモニタしながら、ステージ３を
ｚ方向に上下させ、表面に焦点が合うように調整する。
その後、容器１の内部の雰囲気を制御し、ステージ３を
ｘ方向に２０ｕｍ／ｓｅｃ．の速度で移動させながら、
酸化パラジウム形成及びそのラマンスペクトルの測定を
同時に行った。このとき、温度制御装置のコントロール
によって試料の温度は５０℃で一定に保った。表１に示
すようなＮ2とＯ2割合の各雰囲気１〜１１について、以
上の測定を繰り返した。
【００１８】
【表１】
【００１９】こうして測定されたラマン散乱強度の雰囲
気依存性を図３に示す。このグラフ図から分かるよう
に、酸素分圧が増加するにつれ、同じ条件で形成される
酸化パラジウムの量は大きくなることが判明した。
気依存性を図３に示す。このグラフ図から分かるよう
に、酸素分圧が増加するにつれ、同じ条件で形成される
酸化パラジウムの量は大きくなることが判明した。
【００２０】比較のため、上記実験と同じ実験を、試料
のみを入れた雰囲気制御セルを用いて、セルの外側から
レーザーを照射して行う方法で試みたところ、動作距離
が短いため、焦点を絞ることができず、酸化パラジウム
を形成することができなかった。
のみを入れた雰囲気制御セルを用いて、セルの外側から
レーザーを照射して行う方法で試みたところ、動作距離
が短いため、焦点を絞ることができず、酸化パラジウム
を形成することができなかった。
【００２１】また、本実施例で作成した試料を、同様の
試料のみが入るセルに入れてラマンスペクトルを、制御
された雰囲気の下で測定するという実験を試みたが、や
はりレーザービームを絞り切れないために、酸化パラジ
ウムのラマンスペクトルを得ることができなかった。
試料のみが入るセルに入れてラマンスペクトルを、制御
された雰囲気の下で測定するという実験を試みたが、や
はりレーザービームを絞り切れないために、酸化パラジ
ウムのラマンスペクトルを得ることができなかった。
【００２２】なお、本発明は以上の実施例に限定される
ものではない。例えば、雰囲気導入管から導入されるも
のは、他にも不活性ガス、窒素等、あるいは水溶液等で
あっても良い。また、真空ポンプ等に接続することによ
って、セル内を真空に保つようにしても良い。
ものではない。例えば、雰囲気導入管から導入されるも
のは、他にも不活性ガス、窒素等、あるいは水溶液等で
あっても良い。また、真空ポンプ等に接続することによ
って、セル内を真空に保つようにしても良い。
【００２３】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、試料表面
上への測定光の焦点合わせが容易でありながら、雰囲気
の制御も容易に行うことができる。
上への測定光の焦点合わせが容易でありながら、雰囲気
の制御も容易に行うことができる。
【００２４】請求項２記載の発明によれば、試料表面上
への測定光の焦点合わせが容易でありながら、試料の位
置合わせも容易に行うことができる。
への測定光の焦点合わせが容易でありながら、試料の位
置合わせも容易に行うことができる。
【００２５】請求項３記載の発明によれば、試料表面上
への測定光の焦点合わせが容易でありながら、試料温度
調整も容易に行うことができる。
への測定光の焦点合わせが容易でありながら、試料温度
調整も容易に行うことができる。
【図１】本発明の実施例にかかる顕微ラマン分光測定ア
タッチメントの構成図
タッチメントの構成図
【図２】酸化パラジウムの一般的なラマンスペクトルの
例
例
【図３】ラマン散乱強度の雰囲気依存性を示した図
１ 容器 ２ 対物レンズ ３ ステージ ４ ステージ制御装置 ５ 雰囲気導入・排出管 ６ 温度調整層 ７ 温度制御装置 １０ 測定試料
Claims (3)
- 【請求項１】 顕微ラマンスペクトルの測定を行うため
の装置であって、試料を外部の雰囲気から隔離して保持
するための容器と、該容器に取り付けられた対物レンズ
と、該容器内の雰囲気を変えるための雰囲気導入手段と
を備えたことを特徴とする顕微ラマン分光測定装置。 - 【請求項２】 顕微ラマンスペクトルの測定を行うため
の装置であって、試料を外部の雰囲気から隔離して保持
するための容器と、該容器に取り付けられた対物レンズ
と、該容器内の試料位置を雰囲気を破壊することなく移
動させる手段とを備えたことを特徴とする顕微ラマン分
光測定装置。 - 【請求項３】 顕微ラマンスペクトルの測定を行うため
の装置であって、試料を外部の雰囲気から隔離して保持
するための容器と、該容器に取り付けられた対物レンズ
と、該容器内の温度を調整する手段を備えたことを特徴
とする顕微ラマン分光測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30749194A JPH08166342A (ja) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | 顕微ラマン分光測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30749194A JPH08166342A (ja) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | 顕微ラマン分光測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08166342A true JPH08166342A (ja) | 1996-06-25 |
Family
ID=17969735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30749194A Withdrawn JPH08166342A (ja) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | 顕微ラマン分光測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08166342A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102033060A (zh) * | 2010-09-27 | 2011-04-27 | 清华大学 | 一种调控显微拉曼光谱仪测试气氛的装置 |
| JP2012052846A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Tohoku Univ | 構造解析方法および構造解析システム |
| JP2015113519A (ja) * | 2013-12-13 | 2015-06-22 | 株式会社キャタラー | 金属複合粒子の分散液及びその製造方法 |
| JP2017500568A (ja) * | 2013-12-18 | 2017-01-05 | サーモ サイエンティフィック ポータブル アナリティカル インスツルメンツ インコーポレイテッド | ラマン分光法による爆発性材料の検出 |
-
1994
- 1994-12-12 JP JP30749194A patent/JPH08166342A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012052846A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Tohoku Univ | 構造解析方法および構造解析システム |
| CN102033060A (zh) * | 2010-09-27 | 2011-04-27 | 清华大学 | 一种调控显微拉曼光谱仪测试气氛的装置 |
| JP2015113519A (ja) * | 2013-12-13 | 2015-06-22 | 株式会社キャタラー | 金属複合粒子の分散液及びその製造方法 |
| JP2017500568A (ja) * | 2013-12-18 | 2017-01-05 | サーモ サイエンティフィック ポータブル アナリティカル インスツルメンツ インコーポレイテッド | ラマン分光法による爆発性材料の検出 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020305 |