エバネセント場の力による高分解能検出に関する研究

利用倏逝场的力量进行高分辨率探测的研究

• 批准号: 10135218
• 负责人: 菅原 康弘
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10135218/
• 关键词: 近接場; エバネセント場; 原子間力; 力; 半導体探針; 光学顕微鏡; 散乱光; 表面ポテンシャル

1) 探針に働く力の高感度検出の実現高分解能なフォトン原子間力顕微鏡を実現するためには、探針に働く微弱な力を高感度に検出する必要がある。そこで、まず、現有の振動振幅安定化回路にノイズ成分の極めて少ない可変ゲインアンプを導入し、超安定な振動振幅を実現した。また、現有の周波数復調回路を改良し、超高感度な周波数検出を実現した。2) 超安定なエバネッセント場の実現超高分解能を有するフォトン原子間力顕微鏡を実現するためには、超安定なエバネッセント場を実現する必要がある。そこで、光学レンズやプリズム表面での不要反射を極限まで低減するように照射光学系を改良し、光源の安定化を実現する。3) エバネッセント光の散乱過程に関する基礎的検討力だけでなく、散乱光の強度やスペクトラムも同時に測定し、エバネッセント光の散乱過程における力の発生機構を検討した。4) 空間分解能を向上させるための指針の取得エバネッセント光から力への変換効率や空間分解能を制限している因子を検討し、フォトン原子間力顕微鏡の空間分解能を向上させるためには、探針と試料表面との接触電位差を補償する必要があることを見いだした。また、そのための方法を新たに考案した。6) フォトン原子間力顕微鏡の性能評価試料として直径50nm程度のラテックス球を取り上げ、フォトン原子間力顕微鏡の垂直方向および水平方向の分解能を評価した。

1)High sensitivity detection of probe force is necessary to achieve high resolution energy and high sensitivity detection of probe force. The vibration amplitude stabilization circuit in the prior art can be used to reduce the vibration amplitude and realize the ultra-stable vibration amplitude. In addition, the existing frequency modulation loop is improved, and the ultra-high sensitivity frequency detection is realized. 2)The ultra-stable magnetic field is necessary to realize the ultra-high resolution energy of the atomic force microscope. To improve the illumination optical system and stabilize the light source, the limit of no reflection on the surface of the light source is reduced. 3)This paper discusses the basic model of the scattering process of scattered light, the intensity of scattered light and the generation mechanism of scattered light. 4)The spatial resolution energy of the micro-mirror is required to compensate for the contact potential difference between the probe and the sample surface. A new method of investigation was proposed. 6)Performance evaluation of atomic force micromirrors Sample size up to 50nm in diameter The resolution energy of atomic force micromirrors in vertical and horizontal directions was evaluated

项目成果

R.Nishi et.al.: ""New computed tomography algorithm of electrostatic force microscopy based on the singular value decomposition combined with the discrete Fourier transform"" Jpn.J.Appl.Phys.37・4A. L417-L419 (1998)

R. Nishi 等人：“基于奇异值分解与离散傅里叶变换相结合的静电力显微镜新计算机断层扫描算法”Jpn.J.Appl.Phys.37・4A (1998)。

H.Ueyama et al.: "“Stable operation mode for dynamic noncontact atomic force microscopy"" Appl.Phys.A. Vol.66. S295-297 (1998)

H.Ueyama 等人：“动态非接触原子力显微镜的稳定操作模式”Appl.Phys.A Vol.66 (1998)。

T.Uchihashi et al.: "“ Imaging of Chemical Reactivity and Buckled Dimers on Si(OOO) 2×1 Reconstructed Surface with Noncontact AFM "" Appl.Sur.Sci.137・3-4. (1999)

T. Uchihashi 等人：“使用非接触式 AFM 对 Si(OOO) 2×1 重建表面上的化学反应性和弯曲二聚体进行成像”Appl.Sur.Sci.137・3-4. (1999)

M.Abe et.al.: "Optical near-field imaging using Kelvin probe technique" Jpn.J.App.Phys.37・9A/B. L1074-L1077 (1998)

M.Abe 等：“使用开尔文探针技术的光学近场成像”Jpn.J.App.Phys.37・9A/B（1998）。

T.Minobe et al.: "“ Distance Dependence of Noncontact AFM Image Contrast on Si(III) √<3>×√<3>-Ag Structure"" Appl.Sur.Sci.137・3-4. (1999)

T.Minobe 等：“Si(III) √<3>×√<3>-Ag 结构上非接触 AFM 图像对比度的距离依赖性”Appl.Sur.Sci.137・3-4. (1999)