分子の秘密を解明する研究(Unraveling molecular secrets)

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2025-07-11 カリフォルニア大学アーバイン校(UCI)

カリフォルニア大学アーバイン校(UC Irvine)のクマール・ウィクラマシンゲ教授が発明した「光誘起力顕微鏡(PiFM)」は、分子レベルの化学組成や空間構造をナノメートル精度で可視化できる革新的技術。2010年頃から本格使用され、現在では生物学、地質学、材料科学、先端電子機器製造など幅広い分野で活用されている。従来の近接場光学顕微鏡とは異なり、光子の運動量による電磁力を検出する手法で、分子の赤外スペクトルをナノスケールで測定可能にした。現在PiFMは世界中の研究機関に導入され、産業応用も進んでいる。

<関連情報>

光誘起力顕微鏡 Photo-induced force microscopy

Maxim R. Shcherbakov,Eric O. Potma,Yasuhiro Sugawara,Derek Nowak,Mariia Stepanova,Philip R. Davies,Josh Davies-Jones & H. Kumar Wickramasinghe
Nature Reviews Methods Primers  Published:29 May 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s43586-025-00403-0

分子の秘密を解明する研究(Unraveling molecular secrets)

Abstract

Photo-induced force microscopy (PiFM) has emerged as a transformative technique in nanoscale imaging, providing insights into the chemical composition and spatial organization of materials at the nanometre scale. PiFM enables innovation in surface science, geological research, biological studies, materials science, photonics and beyond. Compared with other probe-based spectroscopic methods, the nature of tip–sample interaction in PiFM can offer superior spatial resolution and surface sensitivity. This Primer offers the reader an introduction to the fundamentals of PiFM, discusses the configuration of the method, as well as advanced modalities and modifications, such as ultrahigh vacuum and nonlinear techniques. Results and scenarios are summarized, including those in surface chemistry, biology, polymer science and nanophotonics, offering a unique perspective for researchers across multiple disciplines. The Primer concludes with a discussion of PiFM’s limitations and points of improvement, and it outlines the future developments of this versatile nanoscale spectroscopy technique.

0110情報・精密機器
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