ピコメートルオーダの熱膨張の2次元分布計測システム

皮米量级热膨胀二维分布测量系统

基本信息

  • 批准号:
    17656112
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.11万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Exploratory Research
  • 财政年份:
    2005
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2005 至 2006
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究は、誘電体及び金属のppb/℃レベルの極微小な線膨張係数を計測し、2次元分布を計測できる装置の基礎、及び、プロトタイプの開発を行うものであり、本年度は、次に示す成果を得た。1.2次元的に走査して分布を計測可能な装置の作製と測定(1)平成17年度で作製したメカニカルステージを用いた2次元分布計測システムを用いて、熱的な性質が異なるインジウムとニッケルのパウダーを混合して作製した試料を測定し、サブミリメートルの領域で、膨張率の違いを2次元分布として測定することに成功した。(2)平成17年度で作製したシステムを、より微小領域で計測が可能にするため、走査系に原子間力顕微鏡を用いたシステムの研究を行った。探針に原子間力顕微鏡用のカンチレバーを用いるプローブの作製、レーザダイオードを用いた熱の印加機構を作製し、20kHz以上の断続した光を熱源として熱膨張を測定することに成功した。(3)本研究の第一ステップとしては、試料表面に金属薄膜を蒸着し、試料内部に電界が進入しない状況で実験を行ったが、より微小な表面の変位を測定するには、金属薄膜を蒸着しない方法が望まれる。しかし、この場合熱による誘電率変化から生じる信号と熱膨張による信号の両方を含んだ計測となる。そこで、それぞれを分離して計測する方法を考案した。今後本研究を発展させ、実際にシステムを作製し有効性を確認する考えである。2.分解能の実験的検討作製したシステムを用いて、実験的に分解能を測定した。探針半径7μmの場合、探針-サンプル間距離3μmにおいて、現段階で1nm程度の熱膨張を測定できることが分かった。これは、探針半径25μmの場合3.6pmに相当するものであり、ピコメートルの熱膨張を測定できる可能性を示す結果である。
This study is aimed at measuring the linear expansion coefficient of fine particles in ppb/℃ of electroconductors and metals, measuring the basis of two-dimensional distribution, and developing a high-temperature solution. This year's results are shown. 1.2 The measurement of dimensional distribution is possible. The measurement of dimensional distribution is possible.(1) The measurement of dimensional distribution is successful. (2)In 2017, we conducted research on the application of atomic force microscopy in small areas. The probe was successfully manufactured by using a thermal expansion mechanism for atomic force microscopy, and the thermal expansion was measured by using a thermal expansion mechanism for atomic force microscopy. (3)The first method of this study is to evaporate the metal film on the surface of the sample and to determine the position of the metal film on the surface of the sample. In this case, the inductance changes, the signal changes, the thermal expansion changes, the signal changes, and the measurement changes. The method of separation and measurement In the future, this study will be developed and the effectiveness of the system will be confirmed. 2. Determination of decomposition energy in the process of decomposition When the probe radius is 7μm, the probe-to-tip distance is 3μm, and the thermal expansion of the current stage is 1nm. This is the result of the possibility of measuring thermal expansion at 3.6pm when the probe radius is 25μm.

项目成果

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