ナノメートルオーダの3次元構造物の高速制御の研究

纳米级三维结构高速控制研究

• 批准号: 12131203
• 负责人: 川勝 英樹
• 金额: $ 14.08万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12131203/
• 关键词: AFM; 力検出; 表面物理; マルチプローブ; ナノ構造物; 物質検出; afm; マラチプローブ; 質量検出; カスペクトロスコピー; 高周波

1)数ミクロンからサブミクロンオーダの単結晶シリコンカンチレバーで、先端に探針を有するものの作製に成功した.シリコンの結晶方位による異方性を用いてカンチレバーと探針を形成しているため、極めて精度の高い作製が可能となった.これにより、スケーラブルな作製方法が実現され、形状と寸法精度が全体の大きさや、フォトリソグラフィー装置の精度に大きく依存しないことを確認した.この作製手法により、一平方センチメートルあたり、数100万個のカンチレバーの作製が可能となった.2)上記のような、ナノメートルオーダの3次元構造物の動特性の評価を目的として、100MHzまでの帯域を有するレーザドップラー振動計を実現した.その際、ヘリウムネオンレーザの880MHzのビートを光音響変調器を用いて1080MHzとし、これを搬送周波数として用いた.1GHz以上の搬送周波数を用いることにより、100MHz程度までのドップラー計測が可能となった.3次元のナノ構造物はその質量が小さいために、機械的固有振動数が1MHzから1GHz程度に存在する.本年度の成果によって、様々なナノ構造物の動特性の計測が可能になると考えられる.一例として、上記カンチレバーを真空中で計測したところ、Q値が10000であることを確認した.3)超高真空内で作動する、レーザドップラー振動計プローブ位置決め機構を実現した.これを用いて、今後、超高真空内での質量や場の計測を行う.

1)The preparation of the probe was successful. The crystal orientation of the crystal is different from that of the probe. The probe is formed with high precision. The accuracy of the shape and size of the device depends on the accuracy of the device. 2) The evaluation of dynamic characteristics of three-dimensional structures recorded above is realized by a vibration meter with a frequency range of 100MHz. The 880MHz frequency of the photoacoustic modulator is used at 1080 MHz and the frequency of the transfer cycle is used at 100 MHz and above. The frequency of the transfer cycle is used at 100MHz and above. The frequency of the transfer cycle is used at 100MHz and above. This year's achievements include the possibility of measuring the dynamic characteristics of structures. An example is the measurement in vacuum. The Q value is 10000. The position determination mechanism is realized in ultrahigh vacuum. The measurement of mass and field in ultra-high vacuum is carried out.

项目成果

H.Kawakatsu et al.: "Strength Measurement and Calculations on Silicon Based Nanometric Oscillators for Scanning Force Microcopy Operating up to the GHz Range"Applied surface science. 157. 320-325 (2000)

H.Kawakatsu 等人：“用于扫描力显微操作高达 GHz 范围的硅基纳米振荡器的强度测量和计算”应用表面科学。

D.Saya,H.Kawakatsu et al.: "Fabrication of silicon-based filiform-necked nanometric oscillators"Jpn.J.Appl.Phys.. 39. 3793-3798 (2000)

D.Saya，H.Kawakatsu 等：“硅基丝状颈纳米振荡器的制造”Jpn.J.Appl.Phys.. 39. 3793-3798 (2000)

H.Kawakatsu et al: "Development of a Versatile Atomic Force Microscope within a Scanning Force Microscope"Jpn.J.Appl.Phys.. 39. 3747-3749 (2000)

H.Kawakatsu 等人：“扫描力显微镜内多功能原子力显微镜的开发”Jpn.J.Appl.Phys.. 39. 3747-3749 (2000)

H.Kawakatsu et al.: "Millions of cantilevers for atomic force microscopy"Review of Scientific Instruments. 73. 1188 (2002)

H.Kawakatsu 等人：“用于原子力显微镜的数百万悬臂”科学仪器评论。

H.Kawakatsu et al.: "Millions of cantilevers for atomic force microscopy"review of scientific instruments. march(accepted 未定). (2002)

H. Kawakatsu 等人：“原子力显微镜的数百万悬臂”科学仪器评论（已接受 TBA）。