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分子超薄膜の局所的電子物性評価およびデバイス開発のための走査型プローブ技術の研究

超薄膜分子薄膜局域电子性能评价扫描探针技术研究及器件开发

基本信息

批准号：
01J03721
负责人：
福間剛士
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

非接触原子間力顕微鏡(NC-AFM)では、先鋭化された探針を一端に有する微細な片持ち梁(カンチレバー)を振動させ、探針-試料間相互作用力によって生じるカンチレバーの振動状態の変化を検出することで探針-試料間隔を制御する。本年度は、NC-AFM観察中に探針-試料間相互作用によって生じるカンチレベー振動エネルギーの散逸現象と試料の電気的・力学的物性との関係を詳細に調べた。さらに、その結果を基に、散逸エネルギー測定を利用することで局所電位分布測定や、力学的物性の分子スケール評価が可能であることを実験的に示した。従来のNC-AFMを利用した表面電位計測手法は、探針-試料間に働く保存力を変調および検出することで、試料表面の電位分布を観察するものであった。しかしながら、これまでに行った散逸力測定の実験結果から、NC-AFMの散逸力に対する感度は保存力に対する感度にくらべて大きいことが明らかとなった。そこで本研究では、散逸的静電相互作用力を意図的に導入し、その大きさを変調・検出することで局所電位分布を計測する"散逸力変調法"を開発した。さらに、本手法と従来手法との比較実験を行いより、本手法を用いることにより感度が改善されることを実験的に明らかにした。NC-AFM観察中に生じる振動エネルギーの散逸量をマッピングすることにより得られる像は散逸像とよばれ、真の原子分解能観察が可能であることがこれまでの実験により明らかになっていた。本研究では、アルカンチオール自己組織化単分子膜やフタロシアニン薄膜の散逸像観察を行うことで、初めて散逸像を分子分解能観察することに成功した。さらに、散逸像に見られるコントラストと分子薄膜の物性との関係を詳細に調べることで、散逸コントラストが分子の揺動や動きやすさといったナノ力学的物生に強く関係していることを明らかにした。この結果により、散逸力観察によって試料の力学的物性を分子スケールの分解能で評価できる可能性が示された。

One end of the non-contact atomic force micrometer (NC-AFM) probe is equipped with a microplate holding beam (vibration sensor), and the interaction force between the probe and the material is used to determine the vibration state of the device. In this year's NC-AFM survey, the interaction between materials has been investigated. This year, we have studied the interaction between materials and materials. The physical properties of the mechanics of materials electronics are similar to those of the mechanical properties of materials. The physical properties of the mechanical properties such as the determination of the electrical potential distribution and the mechanical properties of the molecules and molecules may be used to determine the electrical potential distribution of the mechanical properties. In recent years, NC-AFM uses the method of measuring the surface electric potential, the storage power between the materials, and the distribution of the electric potential on the surface of the material to monitor the temperature and temperature. The results of the fugacity test, NC-AFM, sensitivity, retention, sensitivity, sensitivity In this study, the dissipative static interaction force is very important for the calculation of the potential distribution of the local station. This technique is used to improve the sensitivity and improve the sensitivity of the patients. In the NC-AFM observation, the emission signal is measured, the emission quantity is measured, the emission image is detected, and the true atomic decomposition energy is detected. it is possible to detect the emission spectrum. In this study, we studied the molecular structure of the molecular membrane, the diffusion image, the molecular decomposition energy and the molecular decomposition energy of the film. The physical properties of the molecular film are affected by the mechanical properties of the molecular thin film. The results show that the physical properties of the mechanics of the materials, the molecular weight, the decomposition energy and the possibility of the decomposition of the material mechanics show that the possibility is different.