原子間力顕微法を用いたエンコーダの製作

使用原子力显微镜制造编码器

• 批准号: 09750528
• 负责人: 鳥井 昭宏
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Aichi Institute 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-09750528/
• 关键词: 原子間力顕微法; AFM; エンコーダ

本研究は、原子間力顕微法(AFM)の原理を用いたエンコーダ(AFMエンコーダ)の製作を目的とする。AFMは原子レベルの空間分解能を持つため、原子の持つ結晶学的周期構造を基準スケールとして用いることによって、原子レベルの分解能を持つエンコーダが実現可能であると考えられる。製作するAFMエンコーダの基本構造は、複数の探針を持つ斥力型AFMである。多数あるプローブ顕微法の中で斥力型AFMはもっとも単純な構造であり、複数の探針を用いた装置の製作が容易である。エンコーダは変位量と変位方向を出力する必要があるため、製作するAFMエンコーダには複数の探針を用いる。探針の複数化によって、基準スケールの周期を内挿し実質的な分解能を向上させる効果が期待される。製作したAFMエンコーダのAFM探針の変位検出には、ライン状に集光する半導体レーザを光源とするマイケルソン干渉法を用いた。これによって、2本のAFM探針の変位を同時に検出することができた。構造を最適化して振動などの外乱の影響を低減したことと、フィルタを用いて電気的ノイズを除去したことによって、現在までに約1オングストローム程度のAFM探針の変位検出が可能となっている。また、フィルタ特性を適切に設定することにより、既知の外乱の影響は受けないことを明らかになっている。今後の課題としては、動作環境に対する耐性を高めることが必要である。エンコーダとしての動作を保証するために、エンコーダが使用される動作環境における基準スケール用試料とAFM探針の相対位置を精度良く制御する必要があり、試料とAFM探針の位置決め精度の向上に取り組んでいる。また、内挿による検出精度の向上を図るために、AFM探針の多数化を試みている。

は this study, the interatomic force 顕 micro method (AFM) principle of の を using い た エ ン コ ー ダ (AFM エ ン コ ー ダ) の manufacture を purpose と す る. AFM は atomic レ ベ ル の space decomposition can を hold つ た め, atomic の つ cycle of crystallographic structure を benchmark ス ケ ー ル と し て in い る こ と に よ っ て, atomic レ ベ ル の can decompose を hold つ エ ン コ ー ダ が may be presently で あ る と exam え ら れ る. Fabricate するAFMエ コ コ ダ ダ the basic structure of the <s:1> and the complex <s:1> probe を hold the <s:1> repulsive type AFMである. Most あ る プ ロ ー ブ 顕 micro method の で repulsion type AFM は も っ と も 単 pure な constructs で あ り, plural の probe を い た device の making が easy で あ る. エ ン コ ー ダ は と - a quantity - a direction を output す る necessary が あ る た め, production す る AFM エ ン コ ー ダ に は plural を の probe with い る. The な decomposition energy of the <s:2> organic matter in the <s:1> period を of the probe is を upward させる effect が is expected to される. Making し た AFM エ ン コ ー ダ の AFM probe の - a 検 out に は, ラ イ ン shape に concentrated す る semiconductor レ ー ザ を light と す る マ イ ケ ル ソ ン を dry involved method using い た. <s:1> れによって, two <s:1> AFM probe <s:1> transpositions を simultaneously に検 out する する とがで とがで た た た た た た た た た. Optimal structure を し て vibration な ど の を low impact outside disorderly の minus し た こ と と, フ ィ ル タ を with い て electric 気 ノ イ ズ を remove し た こ と に よ っ て, now ま で に about 1 オ ン グ ス ト ロ ー の AFM probe の ム degree - a 検 out が may と な っ て い る. ま た, フ ィ ル タ features を appropriate に set す る こ と に よ り, both known outside の の は by け な い こ と を Ming ら か に な っ て い る. In the future, it is necessary for the subject と て て て である and the action environment に to have a high する patience を and める とが とが. エ ン コ ー ダ と し て の action を guarantee す る た め に, エ ン コ ー ダ が use さ れ る movement environment に お け る benchmark ス ケ ー ル with sample と AFM probe position を seaborne の phase accuracy good く suppression す る necessary が あ り, try definitely め の と AFM probe position precision is の に take up り group ん で い る. Youdaoplaceholder0, insert による検, output accuracy <s:1> upward を graph るために, AFM probe <s:1> majority を test みて る る る.