結晶格子を用いた実時間2次元ナノベクトルエンコーダの開発とアトムクラフトへの展開

利用晶格的实时二维纳米矢量编码器的开发及其在Atomcraft中的应用

• 批准号: 09750137
• 负责人: 明田川 正人
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Nagaoka University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750137/
• 关键词: 走査型トンネル顕微鏡; 結晶格子; サブナノメートル; 超精密位置決め; 2次元変位; ロックインアンプ; 走査型トンネル顕微鏡(STM); ナノメートル; ロメクインアンプ

無応力状態の結晶格子表面の格子間隔は約0.2nmで安定しており,これは普遍的な長さ基準になりうる.また,走査型トンネル顕微鏡(STM)は,大気中で原子像を捉えることのできる顕微鏡である.そこで,結晶格子間隔をスケールとし,STMを検出器として組み合わせれば,サブnmオーダ分解能の2次元変位計が製作可能であ.本研究では,実時間でサブナノメートル分解能の2次元変位・長さを検出し,かつXYステージを制御するシステムを実時間2次元ベクトル変位エンコーダと定義しこの開発を目的とする.本年度は以下の成果を得た.(1) STM探針の原子配列に沿った往復運動制御STM探針に高速ディザー変調を加えて,変調信号とトンネル電流をロックイン同期検波をすることで結晶格子像のXY軸方向の傾斜信号を得,それを基にSTM探針を特定の原子配列に沿ってトラッキングしながら動かす実験を行った.広範囲で原子分解能を保持する精密XYステージ駆動法を開発し,特定の原子配列に沿って最大100nmの往復運動させることに成功した.(2) 2次元位置決め実験(1) の方法を拡張し,およそ5nmの範囲で,STM探針をいろいろな原子配列に沿って動かし,2次元的な位置決め実験を行った.以上より,実時間2次元ベクトル変位エンコーダの開発可能性を確認した.

The lattice spacing of the crystal lattice surface in the stress-free state is about 0.2 nm. A micro-mirror (STM) is used to detect the atomic image in the middle of the atmosphere. The crystal lattice spacing is different,STM detector is different, and it is possible to make the crystal lattice spacing. In this study, the time of decomposition of energy is 2-D, the length of decomposition is 2-D, the XY system is 2-D, the time of decomposition is 2-D, the definition of decomposition is 2-D. The following results were achieved during the year. (1)The STM probe is controlled by the reciprocating motion of the STM probe along the atomic arrangement. The STM probe is controlled by the high speed modulation. The modulation signal is generated by the current. The synchronous wave is generated by the tilt signal in the XY axis direction of the crystal lattice image. The STM probe is controlled by the reciprocating motion along the atomic arrangement. The precise XY motion method was developed to maintain the atomic decomposition energy in the range, and the reciprocating motion along the maximum 100nm of the specific atomic arrangement was successfully developed. (2)The method of 2-D position determination (1) is extended to a range of 5nm, and STM probes are arranged in the middle of the atom. The above is a confirmation of the possibility of development of the 2nd dimension.

项目成果

Masato Aketagawa et al.: "Long atomic imaging over a 5-μm-long region using ultra-low thermally drifted dualtunneling-unit scanning tunneling microscope in a thermo-stabilized cell" Review of Scientific Instruments. 70・1. 133-136 (1999)

Masato Aketakawa 等人：“在热稳定单元中使用超低热漂移双隧道单元扫描隧道显微镜对 5 μm 长的区域进行长原子成像”科学仪器评论 70・136（ 1999）

Masato Aketagawa et al.: "Length Measurement using regular crystalline lattice and a dual tunneling unit scanning tunneling microscope in a thermo-stabilized Cell" Measurement Science & Technology. 9.6(未定). (1998)

Masato Aketakawa 等人：“在热稳定单元中使用规则晶格和双隧道单元扫描隧道显微镜进行长度测量”测量科学与技术 (1998)。

Masato Aketagawa et al.: "Tracking and stepping control of the tip position of a scanning tunneling microscope by referring to atomic points and arrays on a regular crystalline surface" Review of Scientific Instruments. 70・4未定. (1999)

Masato Aketakawa 等人：“通过参考规则晶体表面上的原子点和阵列来跟踪和步进控制扫描隧道显微镜的尖端位置”科学仪器评论 70・4 TBA（1999 年）。

Masato Aketagawa et al.: "Direct length comparison between regular crystalline lattice and SEM standard grating using dual tunneling unit STM" International Journal of Machine Tools & Manufacture. 38.号(未定). (1998)

Masato Aketakawa 等人：“使用双隧道单元 STM 进行规则晶格和 SEM 标准光栅的直接长度比较”《国际机床与制造杂志》第 38 期（待定）。

明田川正人 他: "結晶格子を基準とする微小長さ測定(第3報)-熱ドリフト誤差の抑制と測定範囲の数μmレベルへの拡大-" 精密工学会誌. 65・1. 121-125 (1999)

Masato Aketakawa等人：“基于晶格的微小长度测量（第3次报告）-热漂移误差的抑制和测量范围扩大到数μm级-”日本精密工程学会杂志65・1-1。 125 (1999)