カンチレバーの固有振動振幅マッピングによる固体表面物性の可視化

通过悬臂自然振动振幅映射实现固体表面特性的可视化

• 批准号: 13875078
• 负责人: 星 泰雄
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13875078/
• 关键词: 走査型プローブ顕微鏡; 摩擦力顕微鏡; カンチレバー; 粘弾性顕微鏡; 粘性顕微鏡; 自励振動

摩擦力顕微鏡は微小なカンチレバーの先に付けた突起(探針)を試料に接触させ、カンチレバーのねじれから摩擦力を検出する。本研究者らはカンチレバーのねじれ固有振動がこの検出信号に重畳していることを見出し、この固有振動から試料表面性状を検出・可視化する方法を研究している。前年度はカンチレバーの根元もしくは試料の下にせん断ピエゾ素子を取り付け、強制的に数百pm_<p-p>から数nm_<p-p>の振動を加えていたが、固有振動数(450kHz付近)の両側で周波数特性(Qカーブ)の増減が逆転するため固定周波数の励振では測定条件によりコントラストが反転していた。今年度は、検出された振幅を励振信号に帰還することで、常に固有振動の励起を行なっている。固有振動を用いることにより、安定した小振幅の振動を維持しやすいと考えられる。金表面に生成した自己組織型単分子膜の観察では、終端が疎水性の分子と親水性の分子で振幅が変化することを確認している。従来は励振周波数を一定に保って振動振幅の変化を検出していたが、本手法では周波数も変化するため、周波数変化の可視化を試みている。現状では単分子幕の土台となる金薄膜の数十nmに及ぶ凹凸に対応してパターン化された二値画像が得られており、それぞれが探針-試料間のスティック状態およびスリップ状態の共振周波数に対応するものと考えている。厚み数nmの単分子膜の特性変化を捉えるためには、平坦な金薄膜の生成および走査速度の最適化が必要である。

The friction force is small, the friction is small, and the friction is small. In this study, the signal of natural vibration was detected, the surface properties of natural vibration were detected, and the surface properties of natural vibration materials were studied by the method of thermodynamics. In the previous year, the number of nm_<p-p&gt of several hundred pm_<p-p> dollars was required under the previous year. The number of vibrations, the number of natural vibrations (450kHz), the number of cycles, the number of natural vibrations, the number of natural vibrations, the number of cycles, the number of natural vibrations, the number of cycles, the number This year, the output amplitude of the excitation signal is also high, and the constant natural vibration is used to stimulate the vibration. The natural vibration equipment is used to maintain the vibration performance of small amplitude vibration equipment. On the surface of gold, a self-organized molecular film is formed, which is characterized by an end-to-end molecular structure, an aqueous molecule, an aqueous molecule, an amplitude modulated molecule, a self-organized molecular film, a molecular membrane, an aqueous molecule, an aqueous molecule. It is necessary to ensure that the amplitude of the vibration is changed, the frequency of the vibration is changed, and the frequency of the excitation is changed. In the shape of the molecular screen, there is a thin film of gold on the earth platform, which is made of dozens of nm and concave and convex. The two images are used to detect the shape of the film, the shape of the film, the number of resonant waves, the number of resonant waves, and the number of resonant waves. The thickness of the nm, the characteristics of the molecular film, the flat gold film and the speed of the film are the most important.

项目成果

Takayoshi Kawagishi. Atsushi Kato. Yasuo Hoshi. Hideki Kawakatsu: "Mapping of Lateral Vibration of the tip in Atomic Force Microscopy at the torsional resonance of the cantilever"Ultramicroscopy.

川岸贵吉.

Takayoshi Kawagishi, Atsushi Kato, Yasuo Hoshi, Hideki Kawakatsu: "Mapping of lateral vibration of the tip in atomic force microscopy at the torsional resonance of the cantilever"Ultramicroscopy. 91. 37-48 (2002)

Takayoshi Kawagishi、Atsushi Kato、Yasuo Hoshi、Hideki Kawakatsu：“在悬臂扭转共振下原子力显微镜中尖端的横向振动映射”超声显微镜。