AFMによる単原子質量計測と原子同定

(1)微小カンチレバーの作製を行った.リソグラフィーによりカンチレバーの突出方向と突出量を規定した移動機構を設け,それにより,カンチレバーが端面から所定の量突出するマイクロ加工技術を確立した.(2)グラフェンシートを用いたカンチレバーの実現.グラファイトの塊から原子数層分のグラフェンシートを取り出し,カンチレバー状に成形した.このシートの膜振動特性を光励振機能を有するヘテロダインレーザドップラー計で計測し,計算結果との対応を調べた.微小かつコンプライアントなカンチレバーとしての可能性を調べた.(3)シリコン(111)面を急冷し,様々なドメインを作製し,STM, AFMで観察した.その結果,C2x8面は,酸素の暴露に対して酸化されにくいことを明らかにした.酸化によるQ値の低下が少ない面であることが期待されるため,その効果を確認している.(4)原子オーダの質量分解能の確認に先立ち,AFMによる単原子の垂直,水平方向マニピュレーションを行った.引力領域,斥力領域を用いたマニピュレーションが比較的簡単に実現できることを確認した.(5)質量検出分解能の向上のためには,周波数ノイズの少ない振動子の実現と,計測系の低ノイズ化を平行して進める必要がある.今年度は,レーザ,回路,光学系,の見直しを行い,計測に起因するノイズの低減を行った.その結果,AFMの原子像の質を各段に向上させた.

(1)微小カンチレバーの作製を行った.リソグラフィーによりカンチレバーの突出方向と突出量を規定した移動機構を設け,それにより,カンチレバーが端面から所定の量突出するマイクロ加工技術を確立した.(2)グラフェンシートを用いたカンチレバーの実現.グラファイトの塊から原子数層分のグラフェンシートを取り出し,カンチレバー状に成形した.このシートの膜振動特性を光励振機能を有するヘテロダインレーザドップラー計で計測し,計算結果との対応を調べた.微小かつコンプライアントなカンチレバーとしての可能性を調べた.(3)シリコン(111)面を急冷し,様々なドメインを作製し,STM, AFMで観察した.その結果,C2x8面は,酸素の暴露に対して酸化されにくいことを明らかにした.酸化によるQ値の低下が少ない面であることが期待されるため,その効果を確認している.(4)原子オーダの質量分解能の確認に先立ち,AFMによる単原子の垂直,水平方向マニピュレーションを行った.引力領域,斥力領域を用いたマニピュレーションが比較的簡単に実現できることを確認した.(5)質量検出分解能の向上のためには,周波数ノイズの少ない振動子の実現と,計測系の低ノイズ化を平行して進める必要がある.今年度は,レーザ,回路,光学系,の見直しを行い,計測に起因するノイズの低減を行った.その結果,AFMの原子像の質を各段に向上させた.