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分子スケール物性評価に向けた多探針原子間力顕微鏡の開発

开发用于分子尺度物理性质评估的多探针原子力显微镜

基本信息

批准号：
08J07054
负责人：
常見英加
金额：
$ 1.15万
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

原子間力顕微鏡(AFM)は、高分解能な表面形状観察だけでなく、ナノ材料の力学特性,電気特性,磁性,圧電性などの物性計測,微細加工,マニピュレーションなど、多様な用途に応用されている。また、動作環境を選ばないことも重要な長所であり、真空下での清浄表面構造観察、さまざまなガス中での物性計測、液中での生体試料の構造・機能計測など、多方面で活用されている。しかしながら、用いる探針が1つであるという点が制限となり、面内方向の導電性や局所刺激印加に対する応答の面内相関などを調べるためには、微小電極の作製や他の計測手法との併用が求められる。こうした背景では、ナノ材料を対象とした多角的な計測を実現しうる計測装置として2探針AFM(Dual-Probe AFM : DP-AFM)が有効であり、本研究では「ナノスケールの計測、評価へ向けたDP-AFMシステムの開発」を目的とした。これまで独立駆動可能な2本の探針を有するDP-AFMを開発してきたが、このDP-AFMの光てこ探針変位検出系ではカンチレバー背面に斜め上方向からレーザ光を照射する配置をとっており、高倍率の光学顕微鏡との複合が可能である一方、3次元的に複雑な光学配置であるため、真空下や液中観察への応用が難しかった。本年度は特に真空や液中環境での動作が可能なシステムの開発に取り組んだ。一般的なAFMと同様に、直上からレーザ光を照射する直上入射光てこ法を採用したDP-AFMを開発した。2つのビームスプリッタを用い、カンチレバーおよび試料観察用の対物レンズがレーザの集光レンズを兼ねることで、2つのカンチレバーに対して直上からのレーザ光照射を可能とした。それと同時に光学系と観察ユニットを空間的に分離し、試料部を大気中のみならず真空下もしくは液中において観察、測定が可能となった。今後、真空下におけるナノ構造の電気計測や、液中での生体試料に対する刺激-応答計測などへの応用が期待できる。

Atomic force micrometer (AFM), high decomposition energy microscope, surface shape observation, mechanical properties, electrical properties, magnetic properties, electrical properties, physical property calculations, micromachining, temperature measurement, temperature measurement, and multi-purpose applications. In the environment of operation and operation, select the equipment of important equipment, clean the surface under vacuum, measure the physical properties of materials in the machine, calculate the physical properties of raw materials in liquid, and use them in many aspects. In this way, we will use the in-plane response signal stimulated by the Inca Electrical Engineering Bureau to respond to the in-plane phase response, the micro-electronic device will be used to monitor the performance of the computer, and the micro-electronic pole will be used to determine the limit of the temperature. The background and materials of the system are similar to those of the multi-angle system. The AFM (Dual-Probe AFM: DP-AFM) is available in this study. In this study, the program is designed to improve the performance of the DP-AFM. It is possible to operate independently in this paper. In this system, you can use the DP-AFM to open the optical device, the DP-AFM optical probe, the oblique light on the back, the optical configuration, the high-rate optical microarray, the possible one-party, the third-order copy of the optical configuration, and so on. Observe the temperature in the liquid in vacuum and use it. This year's special vacuum liquid environmental pollution action may be necessary to start the acquisition of the environment. In general, the AFM is the same as the other, the direct incident light is the same as the DP-AFM, and the direct incident light is used. 2. In the middle of the day, the equipment is used, the light is collected, and the light is illuminated. At the same time, the Department of Optics inspects the separation and separation of the air space, and the material Department inspects and determines the possible temperature in the liquid in the vacuum tank. In the future, the electronic meter will be built under vacuum, and the raw materials in the liquid will be stimulated.