权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

Development of atomic force microscope combined with synchrotron radiation X-ray for measurement of elemental species distribution on surfaces at the nanoscale

开发原子力显微镜与同步辐射X射线相结合，用于测量纳米尺度表面上的元素种类分布

基本信息

批准号：
19K05266
负责人：
鈴木秀士
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

今後の表面／界面の物性研究では、ナノ構造を構成する原子の元素情報や化学状態の理解がますます重要になる。そこで我々は、非接触原子間力顕微鏡（NC-AFM）の空間分解能で表面化学分析を実現することを目指し、NC-AFMと放射光X線を組み合わせた「X線支援原子間力顕微鏡(XANAM)」を開発してきた。NC-AFMの研究では、探針－試料間に働く原子間力には、van der Waals力と静電気力の他、共有結合力も含まれる事が既に知られている。我々は、共有結合力の電子密度を変化できればNC-AFMの力信号の変化が観測でき、これを試料元素固有のX線吸収端エネルギーのX線励起で行えば、試料表面の元素マッピングできると考えた。しかしこれまでは、「X線でNC-AFMの原子間力が変化し試料表面の元素マッピングが可能」とは示せたが、空間分解能の到達限界の検証には至れなかった。そこで本研究では、Ge半導体表面でXANAMの空間分解能の到達限界を検討した。実験は放射光施設KEK-PF（茨城県つくば市）で行った。試料はSi基板上に作成したGe量子ドット（Ge-QD）（名古屋大学大学院工学研究科宮崎研究室より提供）を用いた。前年度の結果から、Ge表面でもGe-K吸収端の11103 eV付近で力信号の応答があるとわかっている。そこでフォースカーブの連続測定による力の3次元データΔf(x, y, z）をX線エネルギー(E)掃引しながら行い、Ge-QDに関する力信号の４次元データΔf(x, y, z, E)を取得した。これより、少なくとも数ナノメートル程度の空間分解能でX線誘起の力信号応答が計測可能とわかった。同測定では、Ge-QDをSiで被覆すると応答が得られないことも確認できており、元素マッピングに共有結合力が介在していることが強く支持される。より精密な測定ならば原子分解能も十分到達可能と期待された。

In the future, it is important to study the physical properties of surface/interface, such as atomic element information and chemical state understanding. The space resolution energy of non-contact atomic force microscope (NC-AFM) and surface chemical analysis were developed. The X-ray supported atomic force microscope (XANAM) was developed. NC-AFM research is based on the knowledge of atomic forces, van der Waals forces, electrostatic forces and common bonding forces between probe and sample. The change of electron density of binding force and total binding force is measured by NC-AFM force signal. The X-ray excitation of X-ray absorption end of sample element is measured by X-ray excitation. The element of sample surface is measured by NC-AFM force signal. "X-ray NC-AFM atomic forces change the element on the surface of the sample," he said, indicating that the spatial decomposition energy reaches the limit. In this paper, the spatial decomposition energy of XANAM on Ge semiconductor surface is discussed. Kok-PF (Ibaraki CITY) Ge-QD (Ge-QD)(Courtesy of Miyazaki Laboratory, Graduate School of Engineering, Nagoya University) The results of the previous year showed that the Ge surface was close to the Ge-K absorption terminal at 11103 eV. 3-D data of force Δf(x, y, z) and 4-D data of force Δ f (x, y, z, E) are obtained by X-ray scanning. The spatial resolution of X-ray induced force signal can be measured by measuring the number of times the X-ray induced force signal can be measured. The same determination, Ge-QD Si coating, the same determination, the same determination, the same determination. The precise measurement of atomic decomposition energy is very possible and expected.

项目成果

期刊论文数量（15）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

XANAM measurements on Ge surfaces for surface chemical imaging

用于表面化学成像的 Ge 表面 XANAM 测量

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
Proceedings of 12th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices '19 (ALC'19)
影响因子：
0
作者：
S. Suzuki;S. Mukai;W.J. Chun;M. Nomura;S. Fujimori;M. Ikeda;K. Makihara;S. Miyazaki;K. Asakura
通讯作者：
K. Asakura

Application of Surface Chemical Imaging by XANAM to Ge Surfaces

XANAM 表面化学成像在 Ge 表面的应用