エバネッ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

基本信息

批准号：
11122216
负责人：
菅原康弘
金额：
$ 1.41万
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：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

エバネッセント光を力として高分解に測定するため、まず、力の高感度検出と先鋭で清浄な顕微鏡探針の実現に重点を置き研究を推進した。次に、エバネッセント光を力として高感度・高分解能に測定のための指針を検討した。具体的な成果は以下のようになっている。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。具体的には、探針の振動振幅を安定に保持しながら、探針の機械的共振周波数の変化を高感度に検出する必要がある。そこで、まず、現有の探針の変位検出回路にノイズ成分の極めて少ないホトダイオードを導入し、超高感度な力検出を実現した。2)先鋭で清浄な顕微鏡探針を実現するための条件の検討エバネッセント場と相互作用する探針先端の寸法が、空間分解能を大きく左右する。そこで、現有の顕微鏡探針処理評価装置を用いて、先鋭で清浄な探針を実現するための条件を検討した。3)ケルビン法の導入と空間分解能を向上させるための指針の取得試料表面の仕事関数の分布が、フォトン原子間力顕微鏡の空間分解能に強く影響することが判明している。そこで、試料表面の仕事関数の影響を除去しながら、エバネッセント光を力に変換する測定方法(具体的には、ケルビン法)を新たに導入し、その効果を実験的に確認した。4)フォトン原子間力顕微鏡の性能評価試料表面としてプリズム表面に展開された金薄膜を取り上げ、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。

为了在高分辨率下衡量作为一种力量，首先促进了研究，重点是对力的高灵敏度检测和实现尖端，清洁显微镜探针的实现。接下来，我们研究了使用Evanescent Light作为力的高灵敏度和高分辨率测量的指南。具体结果如下：1）实现作用在探针上的力的高灵敏度检测，以实现高分辨率的光子原子力显微镜，有必要检测以高灵敏度作用在探针上的弱力。具体而言，有必要以高灵敏度检测探针的机械共振频率的变化，同时保持探针稳定的振动幅度。因此，首先，将具有极低噪声成分的光电二极管引入了当前探针的位移检测电路中，从而实现了超高敏感的力检测。 2）检查尖锐而清洁的显微镜探测探针尖端的尺寸，该探针与逃生场相互作用，极大地影响了空间分辨率。因此，使用现有的显微镜探针处理评估设备检查了实现清晰探针的条件。 3）引入开尔文方法和提高空间分辨率的指南的获取，已经发现工作函数在样品表面上的分布强烈影响光子原子力显微镜的空间分辨率。因此，引入了一种新的测量方法（特别是开尔文方法），以将逃生的光线转化为有效的，同时删除工作函数对样品表面的影响，并通过实验确认了这一点。 4）光子原子力显微镜的性能评估在棱柱表面开发的金薄膜作为样品表面，并评估了光子原子力显微镜的垂直和水平分辨率。