超集積型走査型プローブアレーによる高効率の顕微鏡観察と加工

使用超集成扫描探针阵列进行高效显微观察和处理

• 批准号: 12875076
• 负责人: 川勝 英樹
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12875076/
• 关键词: afm; マルチプローブ; AFM; 力検出; 表面物理; ナノ構造物

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さらなる小型化に成功した.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、位置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.小さいものでは、長さ2ミクロン、固有振動数40MHz、Q値10000のものを実現した.計算上、その質量分解能は10-21乗に達する.2)光学顕微鏡とカンチレバーを用いて、カンチレバーごとに干渉計を構成する実験を行った.1.3ミクロンの赤外光を用いることにより、シリコン基板を透視する形でフィゾー干渉計を構成し、カンチレバーの変位計測に成功した.レーザを明滅させ、そのストロボ効果を用いることにより、早い現象をCCDで検出する方法を実現し、カンチレバー計測に応用した.3)無摩滅摺動マルチカンチレバーアレーでは、一平方センチメートルあたり100万個の探針があるため、深針でアレーの自重を支えると、探針1個あたり1nNの力を受け持っことになる.通常、100nNを越えないと摩滅が生じない状況を生じさせられる.無摩滅摺動の予備実験を行った.

1)The miniaturization of the probe has been 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. The number of such operations is 1 million, and the number of operations is 1 million. Small, long, natural vibration 40MHz, Q value 10000. The calculation of mass resolution energy is 10-21 ° C. 2) Optical micromirrors are used in the construction of optical sensors. 1.3) Optical micromirrors are used in the construction of optical sensors. 1 million probes are supported by 1nN of force. Usually, 100nN is more than 100 nN. No friction, no friction.

项目成果

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

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。

H.Kawakatsu et al.: "Fabrication of silicon based nanometric oscillator with a tip form mass for scanning force microscopy operating in the GHz range"J.Vac.Sci.Technol.. B18. 607-611 (2000)

H.Kawakatsu 等人：“用于在 GHz 范围内运行的扫描力显微镜的具有尖端形状质量的硅基纳米振荡器的制造”J.Vac.Sci.Technol.. B18。

H.Kawakatsu et al.: "A versatile scanning force microscope for a scanning electron microscope"review of scientific instruments(accepted). (未定). (2002)

H.Kawakatsu 等人：“用于扫描电子显微镜的多功能扫描力显微镜”科学仪器评论（已接受）（待定）。

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)