微細加工カンチレバーを用いた近接場光学プローブによる機能性有機薄膜の評価

使用微制造悬臂梁的近场光学探针评估功能性有机薄膜

• 批准号: 11122212
• 负责人: 山田 啓文
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kyoto 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: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11122212/
• 关键词: NSOM; AFM; 微細加工カンチレバー; PZTカンチレバー; フォトカンチレバー; FM検出法; 表面電位測定

近接場走査光学顕微鏡(NSOM)における極微小開口プローブの製作技術、プローブ-試料間の間隙制御方式、微弱光検出に関わる装置構成については、現在も発展段階にあり、種々の異なる方法が提案されている。これらの中でも薄膜試料の背面から全反射条件を満たすように照明し、試料上に生じたエバネッセント場とプローブとの間で発生する散乱光を検出する方式のNSOMは、しばしばその製作が困難な微小開口を必要としないという大きな利点をもつ。我々はこれまでにNSOMプローブとして原子間力顕微鏡(AFM)の微細加工カンチレバーを用いることで、AFMの様々な動作モードで間隙制御を行うNSOMを試作してきた。本年度の研究では、圧電薄膜(PZT)カンチレバーを用いて新規NSOM/AFM装置を構成し、その基本特性の評価を行った。さらに、AFM動作をベースとして確立されてきた試料表面の局所物性量を検出・測定するさまざまなプローブ顕微鏡の手法が、NSOMにおいても同時測定の形で実現できることを示すため、有機分子薄膜試料(チオフェン5量体)の表面電位測定をNSOM観察可能なPZTカンチレバーを用いて行い、新規に開発した独自の位相同期ループ(PLL)回路を採用している周波数変調検出法(FM検出法)を用いることで、表面電位測定が可能であることを示した。これにより光電変換過程の直接観察などへの応用が今後期待される。また、光検出型微細加工カンチレバーを用い、強誘電体薄膜の局所的な光学的評価を行った。NSOM像は入射光の偏光方向に大きく依存し、試料薄膜の厚さによりそのコントラストが変化することが示された。

A close-field walk examines the manufacturing technology of optical micromirrors (NSOM) with small dust openings, the gap control method between samples, and the device composition related to weak light detection. There are many proposals for different methods at the current development stage. The NSOM is difficult to fabricate due to the total reflection conditions on the back of the thin film sample, the illumination conditions, the scattered light generated on the sample, the small opening conditions, and the large opening conditions. We try to control the gap between NSOM and AFM in the micromachining process. This year's research focuses on the evaluation of the basic characteristics of piezoelectric thin film (PZT) devices and their application in new NSOM/AFM devices. For example, AFM operation can be used to determine the physical properties of the surface of the sample. The measurement of surface potential of (5) volume is possible by NSOM detection, PZT detection and phase synchronization (PLL) loop detection. This is a direct observation of the photoelectric conversion process, and it is expected to be used in the future. Optical evaluation of dielectric thin films for optical micromachining applications NSOM images vary greatly depending on the polarization direction of the incident light, and the thickness of the sample film varies.

项目成果

Kei Kobayashi: "Dynamic Force Microscopy Investigations of C^<60> Deposited on Si (111) Surface"Jpn. J. Appl. Phys.. Vol.38,Part 2 No.12B. 1550-1552 (1999)

Kei Kobayashi：“动态力显微镜研究沉积在 Si（111）表面上的 C^<60>”Jpn。

Kei Kobayashi: "UHV-STM Studies on the Structures of Alkanedithiol Self-Assembled Monolayers"Applied Surface Science. 144-145. 435-438 (1999)

Kei Kobayashi：“链烷二硫醇自组装单层结构的 UHV-STM 研究”应用表面科学。

Xinqi Chen: "Strong substrate effect in local poling of ultrathin ferroelectric polymer films"Thin Solid Films. 353. 259-263 (1999)

陈新奇：“超薄铁电聚合物薄膜局部极化中的强基底效应”固体薄膜。

Shin-ichi Yamamoto: "Nanoscopic imaging of mechanical properties of metal films with magnetic-force-controlled AFM"Surface Science. 433-435. 567-574 (1999)

Shin-ichi Yamamoto：“利用磁力控制 AFM 对金属薄膜的机械性能进行纳米成像”表面科学。

Xinqi Chen: "Investigation of Surface Potential of Ferroelectric Organic Molecules by Scanning Probe Microscopy"Jpn. J. Appl. Phys.. Vol. 38. 3932-3935 (1999)

陈新奇：“通过扫描探针显微镜研究铁电有机分子的表面电位”Jpn。