DE112015006479T5

DE112015006479T5 - Informationserfassungsverfahren im Rasterkraftmikroskop

Info

Publication number: DE112015006479T5
Application number: DE112015006479.6T
Authority: DE
Inventors: Nobuaki Sakai
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2015-05-15
Filing date: 2015-05-15
Publication date: 2018-01-04
Also published as: WO2016185518A1; JP6554539B2; JPWO2016185518A1; US20180074092A1

Abstract

Ein Informationserfassungsverfahren in einem Rasterkraftmikroskop umfasst, während es das Mikroskop dazu veranlasst, einen Ausleger und eine Probe relativ rasterabzutasten, während veranlasst wird, dass eine mechanischen Interaktion zwischen der Probe und der Sonde erzeugt wird, die am freien Ende des Auslegers bereitgestellt ist, einen ersten interaktionserzeugenden Schritt, um zu veranlassen, dass eine erste Interaktion, die eine erste Stärke aufweist, zwischen der Sonde und der Probe erzeugt wird, einen ersten informationserfassenden Schritt um erste Informationen über die Probe zu erfassen, wenn die erste Interaktion zwischen der Sonde und der Probe erzeugt wird, einen zweiten interaktionserzeugenden Schritt, um zu veranlassen, dass eine zweite Interaktion, die eine zweite Stärke aufweist, zwischen der Sonde und der Probe erzeugt wird, und einen zweiten informationserfassenden Schritt um zweite Informationen über die Probe zu erfassen, wenn die zweite Interaktion zwischen der Sonde und der Probe erzeugt wird. Die erste Stärke der ersten Interaktion und die zweite Stärke der zweiten Interaktion unterscheiden sich voneinander. Der erste interaktionserzeugende Schritt, der erste informationserfassende Schritt, der zweite interaktionserzeugende Schritt und der zweite informationserfassende Schritt werden in einem gleichen Abtastbereich durchgeführt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Rastersondenmikroskope, insbesondere, Rasterkraftmikroskope zum Gebrauch bei der Beobachtung von Proben lebender Körper.
Stand der Technik
Das Rastersondenmikroskop (SPM), ein Rastermikroskop zum Erfassen von Informationen über eine Probenoberfläche durch mechanisches Abtasten einer mechanischen Sonde, ist ein allgemeiner Name für ein Rastertunnelmikroskop (STM), Rasterkraftmikroskop (AFM), Rastermagnetkraftmikroskop (MFM), Rasterkapazitätsmikroskop (SCaM), optisches Rasternahfeldmikroskop (SNOM) und dergleichen.
Ein Mikroskop des Rastersondentyps kann eine mechanische Sonde und eine Probe in einer XY-Richtung relativ rasterabtasten, um gewünschte Informationen über die Oberfläche auf der Probe über die mechanische Sonde zu erfassen, zuzuordnen und die Informationen auf einer Anzeige anzuzeigen. Aus diesen umfasst das Rasterkraftmikroskop (nachstehend AFM genannt), das die am weitesten verbreitete Vorrichtung ist, an dessen freien Ende einen Ausleger, der eine mechanische Sonde aufweist, einen optischen Wegaufnehmer, um die Verlagerung des Auslegers festzustellen, und einen Abtaster, um den Ausleger und eine Probe relativ abzutasten. Das AFM veranlasst, dass zwischen der mechanischen Sonde und der Probe eine mechanische Interaktion erzeugt wird, um Informationen über die Probe aufgrund von Verformungen des Auslegers zu erfassen, die von der mechanischen Interaktion verursacht werden.
Seit Kurzem wird einem AFM mit Videobeobachtung lebender Körper Aufmerksamkeit geschenkt, das dazu in der Lage ist, das Erscheinungsbild einer lebenden biologischen Probe zu beobachten, die sich in einer Flüssigkeit bewegt. Das AFM mit Videobeobachtung lebender Körper ermöglicht auch das Beobachten einer lebenden Zelle in einer Flüssigkeit. In jüngster Zeit wurde ein Beispiel, das einzeln Informationen über eine Zelloberfläche und Informationen über ein Organell, das beispielsweisen in der Zelle vorliegt, Informationen über Aktinfilamente bzw. Mitochondrien erfasste, in Yoshida A, Sakai N, Uekusa Y, Deguchi K, Gilmore JL, Kumeta M, Ito S, Takeyasu K. (2015) „Probing in vivo dynamics of mitochondria and cortical actin networks using high-speed atomic force/fluorescence microscopy”, Genes Cells, 2015 Feb, 20 (2): 85–94 herausgegeben.
Kurzdarstellung der Erfindung
Technische Problemstellung
Wenn Informationen über eine Zelloberfläche und Informationen über ein Organell erfasst werden, das im Inneren der im Fall oben gezeigten Zelle vorliegt, liefert ein gegenseitiges Verhältnis zwischen der Zelloberfläche und dem Inneren der Zelle auch wichtige Informationen. Obwohl jedoch für herkömmliche AFMs mit Videobeobachtung lebender Körper eine Möglichkeit des einzelnen und jeweiligen Erfassens von Informationen über eine Zelloberfläche und Informationen über das Innere der Zelle vorgeschlagen wurden, wurde kein Versuch unternommen, diese Informationen im Zusammenhang miteinander zu erfassen.
Problemlösung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Informationserfassungsverfahren in einem Rasterkraftmikroskop, um Informationen über eine Probe durch Rasterabtastung eines Auslegers und der Probe über eine XY-Ebene zu erfassen, während eine Sonde, die an einem freien Ende des Auslegers vorgesehen ist, mit der Probe in Kontakt gebracht wird, um zu veranlassen, dass eine mechanischen Interaktion zwischen der Sonde und der Probe erzeugt wird. Das Verfahren umfasst einen ersten interaktionserzeugenden Schritt, um zu veranlassen, dass eine erste Interaktion, die eine erste Stärke aufweist, zwischen der Sonde und der Probe erzeugt wird, einen ersten informationserfassenden Schritt um erste Informationen über die Probe zu erfassen, wenn die erste Interaktion zwischen der Sonde und der Probe erzeugt wird, einen zweiten interaktionserzeugenden Schritt, um zu veranlassen, dass eine zweite Interaktion, die eine zweite Stärke aufweist, zwischen der Sonde und der Probe erzeugt wird, und einen zweiten informationserfassenden Schritt um zweite Informationen über die Probe zu erfassen, wenn die zweite Interaktion zwischen der Sonde und der Probe erzeugt wird. Die erste Stärke der ersten Interaktion und die zweite Stärke der zweiten Interaktion unterscheiden sich voneinander. Der erste interaktionserzeugende Schritt, der erste informationserfassende Schritt, der zweite interaktionserzeugende Schritt und der zweite informationserfassende Schritt werden in einem gleichen Abtastbereich durchgeführt.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Gemäß dem Informationserfassungsverfahren eines Rasterkraftmikroskops, können beispielsweise Informationen über das gegenseitige Verhältnis zwischen den Informationen über die Oberfläche und Informationen über das Innere der Zelle erfasst werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
1 eine Konfiguration eines Rasterkraftmikroskops, das gemeinhin in Ausführungsformen verwendet werden kann;
2 die Bewegung einer relativen Rasterabtastung des Auslegers 102 bezüglich der Probe 103;
3 ein X-Abtastsignal und ein Y-Abtastsignal zum Durchführen der in 2 gezeigten Rasterabtastung;
4 ein Ablaufdiagramm eines Informationserfassungsverfahren in einem Rasterkraftmikroskop gemäß einer ersten Ausführungsform;
5 ein X-Abtastsignal und ein Y-Abtastsignal sowie erste Informationen über eine Probe und zweite Informationen über die Probe, die auf einer Probeninformationsanzeige angezeigt werden, im Informationserfassungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform;
6 eine Zelle als Probe;
7 ein Beispiel, in dem der Bereich F der in 6 gezeigten Zelle bei reduzierter Interaktion beobachtet wird;
8 ein Beispiel, in dem der Bereich F der in 6 gezeigten Zelle bei erhöhter Interaktion beobachtet wird;
9 ein Beispiel für ein Beobachtungsbild, das auf der Probeninformationsanzeige anhand des Informationserfassungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform angezeigt wird;
10A Hervorhebung eines Vorwärtspfads der einzelnen Abtastzeile der Rasterabtastung des Auslegers bezüglich der Probe;
10B Hervorhebung eines Rückwärtspfads der einzelnen Abtastzeile der Rasterabtastung des Auslegers bezüglich der Probe;
11A ein X-Abtastsignal und ein Y-Abtastsignal zum Durchführen der Rasterabtastung und Hervorhebung eines Abschnitts des X-Abtastsignals, das dem in 10A hervorgehobenen Vorwärtspfad entspricht;
11B das X-Abtastsignal und das Y-Abtastsignal zum Durchführen der Rasterabtastung, Hervorhebung eines Abschnitts des X-Abtastsignals, das dem in 10B hervorgehobenen Rückwärtspfad entspricht;
12 ein Ablaufdiagramm eines Informationserfassungsverfahrens in einem Rasterkraftmikroskop gemäß einer zweiten Ausführungsform;
13 ein X-Abtastsignal und ein Y-Abtastsignal sowie erste Informationen über eine Probe und zweite Informationen über die Probe, die auf der Probeninformationsanzeige angezeigt werden, im Informationserfassungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform;
14 ein Ablaufdiagramm eines Informationserfassungsverfahrens in einem Rasterkraftmikroskop gemäß einer Abwandlung der zweiten Ausführungsform;
15 ein X-Abtastsignal und ein Y-Abtastsignal sowie erste Informationen über eine Probe und zweite Informationen über die Probe, die auf der Probeninformationsanzeige angezeigt werden, im Informationserfassungsverfahren gemäß der Abwandlung der zweiten Ausführungsform;
16 ein Ablaufdiagramm eines Informationserfassungsverfahrens in einem Rasterkraftmikroskop gemäß einer dritten Ausführungsform;
17 ein X-Abtastsignal und ein Y-Abtastsignal sowie erste Informationen über eine Probe und zweite Informationen über die Probe, die auf der Probeninformationsanzeige angezeigt werden, im Informationserfassungsverfahren gemäß der dritten Ausführungsform;
18 ein Ablaufdiagramm eines Informationserfassungsverfahrens in einem Rasterkraftmikroskop gemäß einer vierten Ausführungsform;
19 ein Beispiel für ein Beobachtungsbild, das auf der Probeninformationsanzeige anhand eines Informationserfassungsverfahren gemäß einer vierten Ausführungsform angezeigt wird;
20 ein Ablaufdiagramm eines Informationserfassungsverfahrens in einem Rasterkraftmikroskop gemäß einer fünften Ausführungsform; und
21 ein Ablaufdiagramm eines Informationserfassungsverfahren in einem Rasterkraftmikroskop gemäß einer sechsten Ausführungsform.
Beschreibung der Ausführungsformen
[Rasterkraftmikroskop]
Bevor Ausführungsformen eines Informationserfassungsverfahren in einem Rasterkraftmikroskop erläutert werden, wird anhand 1 bis 3 eine Konfiguration eines Rasterkraftmikroskops erläutert, das gemeinhin in den Ausführungsformen verwendet werden kann. 1 zeigt die Konfiguration des Rasterkraftmikroskops.
Das Rasterkraftmikroskop umfasst einen Ausleger 102 der am freien Ende eine Sonde 101 aufweist. Der Ausleger 102 ist so platziert, dass die Sonde 101 einer Probe 103 gegenüberliegt. Der Ausleger 102 wird von einem Halter 104 festgehalten.
Am Halter 104 ist ein piezoelektrisches Element 105 vorgesehen. Das piezoelektrische Element 105 wirkt als Oszillator, um den Ausleger 102 anhand des Halters 104 zu oszillieren. Das piezoelektrische Element 105 oszilliert den Ausleger 102 aufgrund einer Ausgabe eines oszillierenden Signals von einer Steuereinheit 110. Das oszillierende Signal enthält eine wechselnde Komponente, um den Ausleger 102 nahe an seiner mechanischen Resonanzfrequenz zu oszillieren.
Über dem Ausleger 102 ist ein optischer Hebelsensor 106 zum optischen Feststellen einer Verlagerung des Auslegers 102 platziert. Der optische Sensor 106 gibt ein Oszillationszustandssignal des Auslegers 102 aus. Das Oszillationszustandssignal wird an die Steuereinheit 110 geliefert.
Die Probe 103 wird mittels eines nicht dargestellten Probentischs auf einem Z-Abtaster 107 gehalten, und der Z-Abtaster 107 wird auf einem XY-Abtaster 108 platziert. Der XY-Abtaster 108 umfasst einen X-Abtaster 108a und einen Y-Abtaster 108b. Die Probe 103 ist eine nicht dargestellte Flüssigkeitszelle. Die Probe 103 ist beispielsweise eine lebende Zelle in einer Flüssigkeit.
Der Z-Abtaster 107 tastet die Probe 103 entlang der Z-Richtung bezüglich des Auslegers 102 ab. Der Z-Abtaster 107, der von der Steuereinheit 110 gesteuert wird, dehnt sich aufgrund einer Z-Abtastsignalausgabe von der Steuereinheit 110 entlang der Z-Richtung aus und zieht sich entlang dieser zusammen, um die Probe 103 entlang der Z-Richtung bezüglich des Auslegers 102 abzutasten. Das Z-Abtastsignal ist ein Signal zum Steuern des Z-Abtasters 107 um beispielsweise einen Amplitudenwert des Oszillationszustandssignals des Auslegers 102 konstant zu halten, und anhand des Z-Abtastsignal wird ein relativer Abstand zwischen dem Ausleger 102 und der Probe 103 entlang der Z-Richtung gesteuert. Das heißt, dass die Steuereinheit 110 die Stärke der mechanischen Interaktion zwischen der Sonde 101 und der Probe 103 steuern kann.
Der XY-Abtaster 108 rasterabtastet die Probe 103 bezüglich des Auslegers 102 über eine XY-Ebene. Der X-Abtaster 108a und der Y-Abtaster 108b, die den XY-Abtaster 108 bilden, werden von der Steuereinheit 110 gesteuert und werden entlang einer X-Richtung und einer Y-Richtung aufgrund des X-Abtastsignals bzw. des Y-Abtastsignals verlagert, um die Probe 103 bezüglich des Auslegers 102 über die XY-Ebene rasterabzutasten.
2 zeigt die Bewegung einer relativen Rasterabtastung des Auslegers 102 bezüglich der Probe 103. Die Bewegung der Rasterabtastung ist herkömmlich und üblich. In 2 wird eine Abtastzeilenrichtung der Rasterabtastung (eine Richtung, in der die Abtastgeschwindigkeit schnell ist) als eine X-Richtung angenommen.
3 zeigt ein X-Abtastsignal und ein Y-Abtastsignal zum Durchführen der in 2 gezeigten Rasterabtastung.
Die Steuereinheit 110 erzeugt und erfasst Bilddaten zum Zuordnen von Informationen über die Probe aufgrund des X-Abtastsignals, Y-Abtastsignals und Z-Z-Abtastsignals, und liefert sie an eine Probeninformationsanzeige 111.
The Probeninformationsanzeige 111, die beispielsweise ein Bildschirm ist, zeigt die Bilddaten an, die von der Steuereinheit 110 erfasst wurden, d. h. Probeninformationen.
Die Steuereinheit 110 ist mit einer Eingabeeinheit 112 verbunden. Die Eingabeeinheit 112 installiert beispielsweise ein Programm, um zu veranlassen, dass die Steuereinheit 110 das Informationserfassungsverfahren gemäß jeder hierin offenbarten Ausführungsform in die Steuereinheit 110 ausführt, um das Rasterkraftmikroskop zu steuern, einen Beobachtungsbereich zu bestimmen und einen Befehl, etwa einen Beginn der Beobachtung und ein Ende der Beobachtung, an die Steuereinheit 110 auszugeben.
[Erste Ausführungsform]
Als nächstes wird anhand 4 und 5 ein Informationserfassungsverfahren in einem Rasterkraftmikroskop gemäß einer ersten Ausführungsform erläutert. 4 ist ein Ablaufdiagramm des Informationserfassungsverfahrens in einem Rasterkraftmikroskop gemäß der ersten Ausführungsform. 5 zeigt ein X-Abtastsignal und ein Y-Abtastsignal sowie erste Informationen über eine Probe 103 und zweite Informationen über die Probe 103, die auf der Probeninformationsanzeige 111 angezeigt werden, im Informationserfassungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform.
Das Informationserfassungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Methode, bei der die ersten Informationen über die Probe 103 und die zweiten Informationen über die Probe 103 für jede einzelne Abtastzeile einer Runde der Rasterabtastung abwechselnd erfasst werden.
In Schritt S101 wird die Beobachtung (Erfassung von Informationen über eine Probe) begonnen. Von der Steuereinheit 110 wird ein oszillierendes Signal ausgegeben und an das piezoelektrische Element 105 geliefert, das als Oszillator dient. Das piezoelektrische Element 105 oszilliert den Ausleger 102 nahe an seiner mechanischen Resonanzfrequenz aufgrund des oszillierenden Signals. Der optische Hebelsensor 106, der über dem Ausleger 102 platziert ist, stellt einen Oszillationszustand des Auslegers 102 fest und liefert das Oszillationszustandssignal an die Steuereinheit 110. Die Steuereinheit 110 erzeugt ein Z-Abtastsignal aufgrund des Oszillationszustandssignals und veranlasst den Z-Abtaster 107 sich auszudehnen und zusammenzuziehen, um einen relativen Abstand zwischen der Probe 103 und dem Ausleger 102 entlang der Z-Richtung zu steuern.
In Schritt S102 gibt die Steuereinheit 110 das X-Abtastsignal und das Y-Abtastsignal aus. Der XY-Abtaster 108 empfängt das X-Abtastsignal und das Y-Abtastsignal, um die Rasterabtastung der Probe 103 bezüglich des Auslegers 102 über die XY-Ebene zu beginnen.
In Schritt S103 ermittelt die Steuereinheit 110, ob die vorliegende Abtastzeile (Abtastzeile aufgrund des X-Abtastsignals) der Rasterabtastung eine ungeradzahlige Zeile oder eine geradzahlige Zeile ist. Hierin wird angenommen, dass die einzelne Abtastzeile einer Vor-und-Zurück-Bewegung bezüglich der X-Richtung entspricht.
Infolge des Ermittelns in Schritt S103 stellt die Steuereinheit 110 in Schritt S104 einen relativen Abstand zwischen dem Ausleger 102 und der Probe 103 entlang der Z-Richtung ein, wenn die Abtastzeile die ungeradzahlige Zeile ist, beispielsweise die erste Zeile, um die mechanische Interaktion zwischen dem Ausleger 102 und der Probe 103 einzustellen, wodurch veranlasst wird, dass eine erste Interaktion, die eine erste Stärke aufweist, zwischen der Sonde 101 und der Probe 103 erzeugt wird. Beispielsweise vergrößert die Steuereinheit 110 den relativen Abstand zwischen dem Ausleger 102 und der Probe 103 entlang der Z-Richtung, um die mechanische Interaktion zwischen der Sonde 101 und der Probe 103 zu verringern, wodurch veranlasst wird, dass die erste Interaktion, die die erste Stärke aufweist, zwischen der Sonde 101 und der Probe 103 erzeugt wird.
In Schritt S105 erzeugt und erfasst die Steuereinheit 110 Bilddaten für die einzelne Abtastzeile zum Zuordnen der ersten Informationen über die Probe 103, d. h. erste Informationen über die Probe 103 für die einzelne Abtastzeile, aufgrund des X-Abtastsignals, des Y-Abtastsignals und des Z-Abtastsignals. Die ersten Informationen über die Probe 103 sind Informationen über die Probe, wenn eine kleine Interaktion zwischen der Sonde 101 und der Probe 103 erzeugt wird, beispielsweise Informationen über eine Oberfläche der Probe.
In Schritt S106 zeigt die Probeninformationsanzeige 111 die Bilddaten für die einzelne Abtastzeile, die von der Steuereinheit 110 erfasst wurden, d. h. die ersten Informationen über die Probe 103 für die einzelne Abtastzeile, in einem in 5 gezeigten Bereich A für die einzelne Abtastzeile an. Wenn die Abtastzeile die ungeradzahlige Zeile ist, wenn nämlich das X-Abtastsignal in einem in 5 gezeigten Bereich A vorliegt, zeigt die Probeninformationsanzeige 111 die ersten Informationen über die Probe 103 im in 5 gezeigten Bereich A an.
Infolge des Ermittelns in Schritt S103 verringert die Steuereinheit 110 in Schritt S107 einen relativen Abstand zwischen dem Ausleger 102 und der Probe 103 entlang der Z-Richtung, wenn die Abtastzeile die geradzahlige Zeile, beispielsweise die zweite Zeile ist, um die mechanische Interaktion zwischen der Sonde 101 und der Probe 103 zu vergrößern, wodurch veranlasst wird, dass eine zweite Interaktion, die eine zweite Stärke aufweist, zwischen der Sonde 101 und der Probe 103 erzeugt wird. Die zweite Stärke der zweiten Interaktion ist größer als die erste Stärke der ersten Interaktion.
In Schritt S108 erzeugt und erfasst die Steuereinheit 110 Bilddaten für die einzelne Abtastzeile zum Zuordnen der zweiten Informationen über die Probe 103, d. h. zweite Informationen über die Probe 103 für die einzelne Abtastzeile, aufgrund des X-Abtastsignals, des Y-Abtastsignals und des Z-Abtastsignals. Die zweiten Informationen über die Probe 103 sind Probeninformationen, wenn beispielsweise eine große Interaktion zwischen der Sonde 101 und der Probe 103 erzeugt wird, sind dies Informationen über das Innere der Probe.
In Schritt S109 zeigt die Probeninformationsanzeige 111 die Bilddaten für die einzelne Abtastzeile, die von der Steuereinheit 110 erfasst wurden, d. h. die zweiten Informationen über die Probe 103 für die einzelne Abtastzeile, in einem in 5 gezeigten Bereich B für die einzelne Abtastzeile an. Wenn die Abtastzeile die geradzahlige Zeile ist, wenn nämlich das X-Abtastsignal in einem in 5 gezeigten Bereich B vorliegt, zeigt die Probeninformationsanzeige 111 die zweiten Informationen über die Probe 103 im in 5 gezeigten Bereich B an.
Nach Schritt S106 oder Schritt S109 ermittelt die Steuereinheit 110 in Schritt S110, ob eine Runde der Rasterabtastung beendet ist oder nicht. Wenn aufgrund des Ermittelns in Schritt S110 die Runde der Rasterabtastung nicht beendet ist, geht die Steuereinheit 110 zu Schritt S103 zurück und wiederholt Schritt S103 bis S110 bis die Runde der Rasterabtastung beendet ist. Infolgedessen werden die im Bereich A in 5 angezeigten ersten Informationen über die Probe 103 und die im Bereich B in 5 angezeigten zweiten Informationen über die Probe 103 aktualisiert und mit zeitlich gleichen Intervallen abwechselnd angezeigt.
Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Runde der Rasterabtastung beendet ist, ist das Anzeigen der ersten Informationen über die Probe 103, wenn die Interaktion klein ist, und der zweiten Informationen über die Probe 103, wenn die Interaktion groß ist, im in 5 gezeigten Bereich A und Bereich B für alle Abtastzeilen abgeschlossen.
Die Steuereinheit 110 ermittelt in Schritt S111, ob die Beobachtung abzuschließen ist, mit anderen Worten, ob die nächste Rasterabtastung durchzuführen ist, d. h., ob die Beobachtung noch einmal durchzuführen ist (ob Informationen über die Probe noch einmal zu erfassen sind).
Wenn aufgrund des Ermittelns in Schritt S111 die Beobachtung noch einmal durchzuführen ist, geht die Steuereinheit 110 zu Schritt S102 zurück.
Wenn aufgrund des Ermittelns in Schritt S111 die Beobachtung beendet werden muss, wird die Beobachtung in Schritt S112 beendet.
Das Informationserfassungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform erfasst für jede einzelne Abtastzeile abwechselnd zwei Arten von Informationen über die Probe für große und kleine Stärken in der mechanischen Interaktion zwischen der Sonde 101 und der Probe 103, mit anderen Worten, zu zeitlich gleichen Intervallen, entsprechend der Abtastung für die einzelne Abtastzeile. Es wird erachtet, dass die beiden Arten von Informationen über die Probe ungefähr gleichzeitig erfasst werden. Daher können Informationen über das gegenseitige Verhältnis zwischen ihnen erfasst werden.
Unten werden bestimmte Beispiele dafür gezeigt. Es wird angenommen, dass die Probe 103 eine in 6 gezeigte Zelle ist. Es wird angenommen, dass ein in 6 gezeigter Bereich von einem AFM beobachtet wird.
7 zeigt ein Beispiel, in dem der Bereich F der in 6 gezeigten Zelle beobachtet wird, während die Interaktion reduziert ist. Wenn die Interaktion klein ist, können Informationen über die Zellmembranoberfläche gewonnen werden, sodass abhängig von der Zellenart eine glatte Zelloberflächenkonfiguration mit sehr wenigen Unregelmäßigkeiten eingeholt wird, wie in 7 gezeigt. Diese Informationen werden im Bereich A der Probeninformationsanzeige 111 angezeigt.
8 zeigt ein Beispiel, in dem der Bereich F der in 6 gezeigten Zelle beobachtet wird, während die Interaktion erhöht ist. Wenn die Interaktion groß ist, können Informationen über ein Zelleninneres (Zellorganell) gewonnen werden. 8 zeigt ein durch Bildgebung gewonnenes Bild, beispielsweise ein Cytoskelett (Aktinfilament). Diese Informationen werden im Bereich B der Probeninformationsanzeige 111 angezeigt.
9 zeigt ein Beispiel für ein Beobachtungsbild, das vom Informationserfassungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform auf der Probeninformationsanzeige angezeigt wird, und zeigt einen Zustand, in dem das Anzeigen der ersten Informationen über die Probe 103, wenn die Interaktion klein ist, und der zweiten Informationen über die Probe 103, wenn die Interaktion groß ist, für alle Zeilen in den Bereichen A bzw. B der Probeninformationsanzeige 111 abgeschlossen wurde.
Auf diese Weise können gemäß dem Informationserfassungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Informationen über die Oberfläche und die Informationen über das Innere einer Zelle ungefähr zur gleichen Zeit erfasst werden, um das Gewinnen von Informationen über das gegenseitige Verhältnis zwischen ihnen zu ermöglichen.
[Zweite Ausführungsform]
Vor Erläuterungen von Ausführungsformen eines Informationserfassungsverfahrens in einem Rasterkraftmikroskop gemäß einer zweiten Ausführungsform wird anhand 10A, 10B, 11A und 11B ein Vorwärtspfad und ein Rückwärtspfad der Abtastzeile der Rasterabtastung erläutert.
10A und 10B zeigen die Bewegung der Rasterabtastung des Auslegers bezüglich der Probe und diese Figuren heben jeweils einen Vorwärtspfad und einen Rückwärtspfad der einzelnen Abtastzeile der Rasterabtastung hervor. 11A und 11B zeigen ein X-Abtastsignal und ein Y-Abtastsignal zum Durchführen der Rasterabtastung, und diese Figuren heben jeweils Abschnitte des X-Abtastsignals hervor, die dem in 10A und 10B hervorgehobenen Vorwärtspfad und Rückwärtspfad entsprechen.
Der Vorwärtspfad des Abtastens in der Rasterabtastung verläuft, wie in 10A gezeigt, in einer +X-Richtung, und das diesem entsprechende X-Abtastsignal ist ein nach oben ansteigender Abschnitt, wie in 11B gezeigt.
Der Rückwärtspfad des Abtastens der Rasterabtastung verläuft, wie in 10B gezeigt, in einer –X-Richtung, und das diesem entsprechende X-Abtastsignal ist ein nach unten abfallender Abschnitt, wie in 11B gezeigt.
Als nächstes wird anhand 12 und 13 ein Informationserfassungsverfahren in einem Rasterkraftmikroskop gemäß einer zweiten Ausführungsform erläutert. 12 ist ein Ablaufdiagramm des Informationserfassungsverfahrens in einem Rasterkraftmikroskop gemäß der zweiten Ausführungsform. 13 zeigt ein X-Abtastsignal und ein Y-Abtastsignal sowie erste Informationen über eine Probe 103 und zweite Informationen über die Probe 103, die auf der Probeninformationsanzeige 111 angezeigt werden, im Informationserfassungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform.
Im Vergleich zwischen der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform werden in der ersten Ausführungsform die ersten Informationen über die Probe 103 und die zweiten Informationen über die Probe 103 abwechselnd für die Vor-und-Zurück-Bewegung der Abtastung in der X-Richtung als eine Einheit erfasst, während in der zweiten Ausführungsform die ersten Informationen über die Probe 103 und die zweiten Informationen über die Probe 103 abwechselnd für eine Hälfte der Vor-und-Zurück-Bewegung, d. h. den Vorwärtspfad oder den Rückwärtspfad, der Abtastung in der X-Richtung als eine Einheit erfasst werden.
In Schritt S201 wird die Beobachtung (Erfassung von Informationen über eine Probe) begonnen. Die Einzelheiten von Schritt S201 sind ähnlich wie die von Schritt S101, daher wird auf die Einzelheiten verzichtet.
In Schritt S202 gibt die Steuereinheit 110 das X-Abtastsignal und das Y-Abtastsignal aus. Der XY-Abtaster 108 empfängt das X-Abtastsignal und das Y-Abtastsignal, um die Rasterabtastung der Probe 103 bezüglich des Auslegers 102 über die XY-Ebene zu beginnen.
In Schritt S203 ermittelt die Steuereinheit 110, ob die vorliegende Abtastzeile (Abtastzeile aufgrund des X-Abtastsignals) der Rasterabtastung der Vorwärtspfad oder der Rückwärtspfad ist. Hierin wird angenommen, dass die einzelne Abtastzeile einem aus dem Vorwärtspfad oder dem Rückwärtspfad bezüglich der X-Richtung entspricht.
Infolge des Ermittelns in Schritt S203 stellt Steuereinheit 110 in Schritt S204 einen relativen Abstand zwischen dem Ausleger 102 und der Probe 103 entlang der Z-Richtung ein, wenn die vorliegende Abtastzeile der Vorwärtspfad ist, um die mechanische Interaktion zwischen dem Ausleger 102 und der Probe 103 einzustellen, wodurch veranlasst wird, dass eine erste Interaktion, die eine erste Stärke aufweist, zwischen der Sonde 101 und der Probe 103 erzeugt wird. Beispielsweise vergrößert die Steuereinheit 110 den relativen Abstand zwischen dem Ausleger 102 und der Probe 103 entlang der Z-Richtung, um die mechanische Interaktion zwischen der Sonde 101 und der Probe 103 zu verringern, wodurch veranlasst wird, dass die erste Interaktion, die die erste Stärke aufweist, zwischen der Sonde 101 und der Probe 103 erzeugt wird.
In Schritt S205 erzeugt und erfasst die Steuereinheit 110 Bilddaten für den einzelnen Vorwärtspfad zum Zuordnen der ersten Informationen über die Probe 103, d. h. erste Informationen über die Probe 103 für den einzelnen Vorwärtspfad, aufgrund des X-Abtastsignals, des Y-Abtastsignals und des Z-Abtastsignals. Die ersten Informationen über die Probe 103 sind Informationen über die Probe, wenn eine kleine Interaktion zwischen der Sonde 101 und der Probe 103 erzeugt wird, beispielsweise Informationen über eine Oberfläche der Probe.
In Schritt S206 zeigt die Probeninformationsanzeige 111 die Bilddaten für den einzelnen Vorwärtspfad, die von der Steuereinheit 110 erfasst wurden, d. h. die ersten Informationen über die Probe 103 für den einzelnen Vorwärtspfad, in einem in 13 gezeigten Bereich A für den einzelnen Vorwärtspfad an. Wenn die Abtastzeile der Vorwärtspfad ist, wenn nämlich das X-Abtastsignal in einem in 13 gezeigten Bereich A vorliegt, zeigt die Probeninformationsanzeige 111 die ersten Informationen über die Probe 103 im in 13 gezeigten Bereich A an.
Infolge des Ermittelns in Schritt S203 verringert die Steuereinheit 110 in Schritt S207 den relativen Abstand zwischen dem Ausleger 102 und der Probe 103 entlang der Z-Richtung, wenn die vorliegende Abtastzeile der Rückwärtspfad ist, um die mechanische Interaktion zwischen der Sonde 101 und der Probe 103 zu vergrößern, wodurch veranlasst wird, dass eine zweite Interaktion, die eine zweite Stärke aufweist, zwischen der Messspitze 101 und der Probe 103 erzeugt wird. Die zweite Stärke der zweiten Interaktion ist größer als die erste Stärke der ersten Interaktion.
In Schritt S208 erzeugt und erfasst die Steuereinheit 110 Bilddaten für den einzelnen Rückwärtspfad zum Zuordnen der zweiten Informationen über die Probe 103, d. h. zweite Informationen über die Probe 103 für den einzelnen Rückwärtspfad, aufgrund des X-Abtastsignals, des Y-Abtastsignals und des Z-Abtastsignals. Die zweiten Informationen über die Probe 103 sind Probeninformationen, wenn beispielsweise eine große Interaktion zwischen der Sonde 101 und der Probe 103 erzeugt wird, sind dies Informationen über das Innere der Probe.
In Schritt S209 zeigt die Probeninformationsanzeige 111 die Bilddaten für den einzelnen Rückwärtspfad, die von der Steuereinheit 110 erfasst wurden, d. h. die zweiten Informationen über die Probe 103 für den einzelnen Rückwärtspfad, in einem in 13 gezeigten Bereich B für den einzelnen Rückwärtspfad an. Wenn die Abtastzeile der Rückwärtspfad ist, wenn nämlich das X-Abtastsignal in einem in 13 gezeigten Bereich B vorliegt, zeigt die Probeninformationsanzeige 111 die zweiten Informationen über die Probe 103 im in 13 gezeigten Bereich B an.
Nach Schritt S206 oder Schritt S209 ermittelt die Steuereinheit 110 in Schritt S210, ob eine Runde der Rasterabtastung beendet ist oder nicht. Wenn aufgrund des Ermittelns in Schritt S210 die Runde der Rasterabtastung nicht beendet ist, geht die Steuereinheit 110 zu Schritt S203 zurück und wiederholt Schritt S203 bis S210 bis die Runde der Rasterabtastung beendet ist.
Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Runde der Rasterabtastung beendet ist, ist das Anzeigen der ersten Informationen über die Probe 103, wenn die Interaktion klein ist, und der zweiten Informationen über die Probe 103, wenn die Interaktion groß ist, im in 13 gezeigten Bereich A und Bereich B für alle Abtastzeilen abgeschlossen.
Die Steuereinheit 110 ermittelt in Schritt S211, ob die Beobachtung zu beenden ist, mit anderen Worten, ob die Beobachtung noch einmal durchzuführen ist.
Wenn aufgrund des Ermittelns in Schritt S211 die Beobachtung noch einmal durchzuführen ist, geht die Steuereinheit 110 zu Schritt S202 zurück.
Wenn aufgrund des Ermittelns in Schritt S211 die Beobachtung beendet werden muss, wird die Beobachtung in Schritt S212 beendet.
Das Informationserfassungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform erfasst abwechselnd die ersten Informationen über die Probe 103, wenn eine kleine Interaktion erzeugt wird, und die zweiten Informationen über die Probe 103, wenn die große Interaktion erzeugt wird, für den Vorwärtspfad bzw. den Rückwärtspfad der Rasterabtastung, mit anderen Worten zu zeitlich gleichen Intervallen. Es wird erachtet, dass die beiden Arten von Informationen über die Probe ungefähr gleichzeitig erfasst werden. Daher können Informationen über das gegenseitige Verhältnis zwischen ihnen erfasst werden.
Gemäß auch der vorliegenden Ausführungsform können die Informationen über die Oberfläche und die Informationen über das Innere einer Zelle ungefähr zur gleichen Zeit erfasst werden, um das Gewinnen von Informationen über das gegenseitige Verhältnis zwischen ihnen zu ermöglichen.
<Abwandlung>
Als nächstes wird anhand 14 und 15 ein Informationserfassungsverfahren in einem Rasterkraftmikroskop gemäß einer Abwandlung der zweiten Ausführungsform erläutert. 14 ist ein Ablaufdiagramm des Informationserfassungsverfahrens in einem Rasterkraftmikroskop gemäß der Abwandlung der zweiten Ausführungsform. 15 zeigt ein X-Abtastsignal und ein Y-Abtastsignal sowie erste Informationen über eine Probe 103 und zweite Informationen über die Probe 103, die auf der Probeninformationsanzeige 111 angezeigt werden, im Informationserfassungsverfahren gemäß der Abwandlung der zweiten Ausführungsform.
Das Informationserfassungsverfahren gemäß der vorliegenden Abwandlung erfasst abwechselnd die Informationen über die Probe für nur den Vorwärtspfad der Rasterabtastung, anstatt die Informationen über die Probe für den Vorwärtspfad und den Rückwärtspfad der Rasterabtastung abwechseln zu erfassen.
Im Informationserfassungsverfahren gemäß der vorliegenden Abwandlung wird Schritt S203 des in 12 gezeigten Ablaufdiagramms durch die Schritte S203A und S203B ersetzt, wie in 14 gezeigt.
In Schritt S201 wird die Beobachtung (Erfassung von Informationen über eine Probe) begonnen.
In Schritt S202 gibt die Steuereinheit 110 das X-Abtastsignal und das Y-Abtastsignal aus. Der XY-Abtaster 108 empfängt das X-Abtastsignal und das Y-Abtastsignal, um die Rasterabtastung der Probe 103 bezüglich des Auslegers 102 über die XY-Ebene zu beginnen.
In Schritt S203A ermittelt die Steuereinheit 110, ob die vorliegende Abtastzeile (Abtastzeile aufgrund des X-Abtastsignals) der Rasterabtastung der Vorwärtspfad oder der Rückwärtspfad ist. Hierin wird angenommen, dass die einzelne Abtastzeile einem aus dem Vorwärtspfad oder dem Rückwärtspfad bezüglich der X-Richtung entspricht.
Wenn aufgrund des Ermittelns in Schritt S203A die vorliegende Abtastzeile der Rückwärtspfad ist, geht die Steuereinheit 110 wieder zu Schritt S203A zurück.
Wenn aufgrund des Ermittelns in Schritt S203A die vorliegende Abtastzeile der Vorwärtspfad ist, ermittelt die Steuereinheit 110 in Schritt S203B, ob der vorliegende Vorwärtspfad ein ungeradzahliger Pfad oder ein geradzahliger Pfad ist.
Infolge des Ermittelns in Schritt S203B erhöht die Steuereinheit 110 in Schritt S204 einen relativen Abstand zwischen dem Ausleger 102 und der Probe 103 entlang der Z-Richtung, wenn die vorliegende Abtastzeile der ungeradzahlige Pfad ist, um die mechanische Interaktion zwischen dem Ausleger 102 und der Probe 103 herabzusetzen, wodurch veranlasst wird, dass eine erste Interaktion, die eine erste Stärke aufweist, zwischen der Sonde 101 und der Probe 103 erzeugt wird.
In Schritt S205 erzeugt und erfasst die Steuereinheit 110 Bilddaten für den einzelnen Vorwärtspfad zum Zuordnen der ersten Informationen über die Probe 103, d. h. erste Informationen über die Probe 103 für den einzelnen Vorwärtspfad, aufgrund des X-Abtastsignals, des Y-Abtastsignals und des Z-Abtastsignals. Die ersten Informationen über die Probe 103 sind Informationen über die Probe, wenn eine kleine Interaktion zwischen der Sonde 101 und der Probe 103 erzeugt wird, beispielsweise Informationen über eine Oberfläche der Probe.
In Schritt S206 zeigt die Probeninformationsanzeige 111 die Bilddaten für den einzelnen Vorwärtspfad, die von der Steuereinheit 110 erfasst wurden, d. h. die ersten Informationen über die Probe 103 für den einzelnen Vorwärtspfad, in einem in 15 gezeigten Bereich A für den einzelnen Vorwärtspfad an. Wenn die Abtastzeile der ungeradzahlige Pfad ist, wenn nämlich das X-Abtastsignal in einem in 15 gezeigten Bereich A vorliegt, zeigt die Probeninformationsanzeige 111 die ersten Informationen über die Probe 103 im in 15 gezeigten Bereich A an.
Infolge des Ermittelns in Schritt S203B verringert die Steuereinheit 110 in Schritt S207 den relativen Abstand zwischen dem Ausleger 102 und der Probe 103 entlang der Z-Richtung, wenn die vorliegende Abtastzeile der geradzahlige Pfad ist, um die mechanische Interaktion zwischen der Sonde 101 und der Probe 103 zu vergrößern, wodurch veranlasst wird, dass eine zweite Interaktion, die eine zweite Stärke aufweist, zwischen der Messspitze 101 und der Probe 103 erzeugt wird. Die zweite Stärke der zweiten Interaktion ist größer als die erste Stärke der ersten Interaktion.
In Schritt S208 erzeugt und erfasst die Steuereinheit 110 Bilddaten für den einzelnen Vorwärtspfad zum Zuordnen der zweiten Informationen über die Probe 103, d. h. zweite Informationen über die Probe 103 für den einzelnen Vorwärtspfad, aufgrund des X-Abtastsignals, des Y-Abtastsignals und des Z-Abtastsignals. Die zweiten Informationen über die Probe 103 sind Probeninformationen, wenn beispielsweise eine große Interaktion zwischen der Sonde 101 und der Probe 103 erzeugt wird, sind dies Informationen über das Innere der Probe.
In Schritt S209 zeigt die Probeninformationsanzeige 111 die Bilddaten für den einzelnen Vorwärtspfad, die von der Steuereinheit 110 erfasst wurden, d. h. die zweiten Informationen über die Probe 103 für den einzelnen Vorwärtspfad, in einem in 15 gezeigten Bereich B für den einzelnen Vorwärtspfad an. Wenn die Abtastzeile der geradzahlige Vorwärtspfad ist, wenn nämlich das X-Abtastsignal in einem in 15 gezeigten Bereich B vorliegt, zeigt die Probeninformationsanzeige 111 die zweiten Informationen über die Probe 103 im in 15 gezeigten Bereich B an.
Nach Schritt S206 oder Schritt S209 ermittelt die Steuereinheit 110 in Schritt S210, ob eine Runde der Rasterabtastung beendet ist oder nicht. Wenn aufgrund des Ermittelns in Schritt S210 die Runde der Rasterabtastung nicht beendet ist, geht die Steuereinheit 110 zu Schritt S203A zurück und wiederholt Schritt S203A, S203B und S204 bis S210 bis die Runde der Rasterabtastung beendet ist.
Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Runde der Rasterabtastung beendet ist, ist das Anzeigen der ersten Informationen über die Probe 103, wenn die Interaktion klein ist, und der zweiten Informationen über die Probe 103, wenn die Interaktion groß ist, im in 15 gezeigten Bereich A und Bereich B für alle Abtastzeilen abgeschlossen.
Die Steuereinheit 110 ermittelt in Schritt S211, ob die Beobachtung zu beenden ist, mit anderen Worten, ob die Beobachtung noch einmal durchzuführen ist.
Wenn aufgrund des Ermittelns in Schritt S211 die Beobachtung noch einmal durchzuführen ist, geht die Steuereinheit 110 zu Schritt S202 zurück.
Wenn aufgrund des Ermittelns in Schritt S211 die Beobachtung beendet werden muss, wird die Beobachtung in Schritt S212 beendet.
Im Informationserfassungsverfahren gemäß der Abwandlung der vorliegenden Ausführungsform werden die Informationen über die Probe 103, wenn eine kleine Interaktion erzeugt wird, und die Informationen über die Probe 103, wenn die große Interaktion erzeugt wird, abwechselnd für nur den Vorwärtspfad der Rasterabtastung erfasst. Es wird erachtet, dass die beiden Arten von Informationen über die Probe ungefähr gleichzeitig erfasst werden. Daher können Informationen über das gegenseitige Verhältnis zwischen ihnen erfasst werden.
Hierin wurde ein Beispiel für das abwechselnde Erfassen der Informationen über die Probe für nur den Vorwärtspfad der Rasterabtastung erwähnt, es kann jedoch so abgewandelt werden, dass die Informationen über die Probe für nur den Rückwärtspfad der Rasterabtastung abwechselnd erfasst werden, was die gleiche Wirkung bereitstellt.
[Dritte Ausführungsform]
Ein Informationserfassungsverfahren in einem Rasterkraftmikroskop gemäß einer ersten Ausführungsform wird anhand 16 und 17 erläutert. 16 ist ein Ablaufdiagramm des Informationserfassungsverfahrens in einem Rasterkraftmikroskop gemäß der dritten Ausführungsform. 17 zeigt ein X-Abtastsignal und ein Y-Abtastsignal sowie erste Informationen über eine Probe 103 und zweite Informationen über die Probe 103, die auf der Probeninformationsanzeige 111 angezeigt werden, im Informationserfassungsverfahren gemäß der dritten Ausführungsform.
Das Informationserfassungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Methode, bei die Rasterabtastung für einen Beobachtungsbereich abwechselnd mindestens einmal durchgeführt wird, d. h. abwechselnd eine erste Rasterabtastung und eine zweite Rasterabtastung durchgeführt wird, und die ersten Informationen über die Probe 103 während dem ersten Mal der Rasterabtastung, der ersten Rasterabtastung, und die zweiten Informationen über die Probe 103 während dem zweiten Mal der Rasterabtastung, der zweiten Rasterabtastung, erfasst werden.
In Schritt S301 wird die Beobachtung (Erfassung von Informationen über eine Probe) begonnen. Die Einzelheiten von Schritt S301 sind ähnlich wie die von Schritt S101, daher wird auf die Einzelheiten verzichtet.
In Schritt S302 gibt die Steuereinheit 110 das X-Abtastsignal und das Y-Abtastsignal aus. Der XY-Abtaster 108 empfängt das X-Abtastsignal und das Y-Abtastsignal, um die Rasterabtastung der Probe 103 bezüglich des Auslegers 102 über die XY-Ebene zu beginnen.
In Schritt S303, ermittelt die Steuereinheit 110, ob die vorliegende Rasterabtastung das erste Mal der Rasterabtastung ist oder nicht.
Infolge des Ermittelns in Schritt S303 erhöht die Steuereinheit 110 in Schritt S304 den relativen Abstand zwischen dem Ausleger 102 und der Probe 103 entlang der Z-Richtung, wenn die vorliegende Rasterabtastung das erste Mal der Rasterabtastung ist, um die mechanische Interaktion zwischen der Sonde 101 und der Probe 103 zu verringern, wodurch veranlasst wird, dass die erste Interaktion, die die erste Stärke aufweist, zwischen der Sonde 101 und der Probe 103 erzeugt wird.
In Schritt S305 erzeugt und erfasst die Steuereinheit 110 Bilddaten zum Zuordnen der ersten Informationen über die Probe 103 aufgrund des X-Abtastsignals, des Y-Abtastsignals und des Z-Abtastsignals. Die ersten Informationen über die Probe 103 sind Informationen über die Probe, wenn eine kleine Interaktion zwischen der Sonde 101 und der Probe 103 erzeugt wird, beispielsweise Informationen über eine Oberfläche der Probe. Die erste Rasterabtastung umfasst Schritt S304 und Schritt S305.
In Schritt S306 zeigt die Probeninformationsanzeige 111 die Bilddaten für eine Runde der Rasterabtastung, die von der Steuereinheit 110 erfasst wurden, d. h. die ersten Informationen über die Probe 103, in einem in 17 gezeigten Bereich A an. Wenn das Y-Abtastsignal in einem in 17 gezeigten Bereich A vorliegt, zeigt die Probeninformationsanzeige 111 die ersten Informationen über die Probe 103 im in 17 gezeigten Bereich A an.
Infolge des Ermittelns in Schritt S303 verringert die Steuereinheit 110 in Schritt S307 den relativen Abstand zwischen dem Ausleger 102 und der Probe 103 entlang der Z-Richtung, wenn die vorliegende Rasterabtastung nicht das erste Mal der Rasterabtastung ist, um die mechanische Interaktion zwischen der Sonde 101 und der Probe 103 zu vergrößern, wodurch veranlasst wird, dass eine zweite Interaktion, die eine zweite Stärke aufweist, zwischen der Sonde 101 und der Probe 103 erzeugt wird. Die zweite Stärke der zweiten Interaktion ist größer als die erste Stärke der ersten Interaktion.
In Schritt S308 erzeugt und erfasst die Steuereinheit 110 Bilddaten zum Zuordnen der zweiten Informationen über die Probe 103, d. h. zweite Informationen über die Probe 103 aufgrund des X-Abtastsignals, des Y-Abtastsignals und des Z-Abtastsignals. Die zweiten Informationen über die Probe 103 sind Probeninformationen, wenn beispielsweise eine große Interaktion zwischen der Sonde 101 und der Probe 103 erzeugt wird, sind dies Informationen über das Innere der Probe.
In Schritt S309 zeigt die Probeninformationsanzeige 111 die Bilddaten für die Runde der Rasterabtastung, die von der Steuereinheit 110 erfasst wurden, d. h. die zweiten Informationen über die Probe 103, in einem in 17 gezeigten Bereich B an. Wenn das X-Abtastsignal in einem in 17 gezeigten Bereich B vorliegt, zeigt die Probeninformationsanzeige 111 die zweiten Informationen über die Probe 103 im in 17 gezeigten Bereich B an.
Nach Schritt S306 oder Schritt S309 ermittelt die Steuereinheit 110 in Schritt S310, ob das zweite Mal der Rasterabtastung beendet ist oder nicht.
Wenn aufgrund des Ermittelns in Schritt S310 das zweite Mal der Rasterabtastung nicht beendet ist, geht die Steuereinheit 110 zu Schritt S302 zurück und wiederholt Schritt S302 bis S310 bis das zweite Mal der Rasterabtastung beendet ist.
Zu dem Zeitpunkt, zu dem das zweite Mal der Rasterabtastung beendet ist, ist das Anzeigen der ersten Informationen über die Probe 103, wenn die Interaktion klein ist, und der zweiten Informationen über die Probe 103, wenn die Interaktion groß ist, im in 17 gezeigten Bereich A und Bereich B abgeschlossen.
Wenn aufgrund des Ermittelns in Schritt S310 das zweite Mal der Rasterabtastung abgeschlossen ist, ermittelt die Steuereinheit 110 in Schritt S311, ob die Beobachtung zu beenden ist, mit anderen Worten, ob die Beobachtung noch einmal durchzuführen ist.
Wenn aufgrund des Ermittelns in Schritt S311 die Beobachtung noch einmal durchzuführen ist, geht die Steuereinheit 110 zu Schritt S302 zurück.
Wenn aufgrund des Ermittelns in Schritt S311 die Beobachtung beendet werden muss, wird die Beobachtung in Schritt S312 beendet.
Das Informationserfassungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform führt die erste Rasterabtastung und die zweite Rasterabtastung mindestens einmal abwechselnd durch. Dies ermöglicht, dass die ersten Informationen über die Probe 103, wenn die kleine Interaktion erzeugt wird, und die zweiten Informationen über die Probe 103, wenn die große Interaktion erzeugt wird, mindestens einmal zu zeitlich gleichen Intervallen entsprechend der Abtastung für die Runde der Rasterabtastung abwechselnd erfasst werden. Es wird erachtet, dass die beiden Arten von Informationen über die Probe ungefähr gleichzeitig erfasst werden, wenn die Abtastgeschwindigkeit schnell genug ist. Daher können Informationen über das gegenseitige Verhältnis zwischen ihnen erfasst werden.
Gemäß auch der vorliegenden Ausführungsform können die Informationen über die Oberfläche und die Informationen über das Innere einer Zelle ungefähr zur gleichen Zeit erfasst werden, um das Gewinnen von Informationen über das gegenseitige Verhältnis zwischen ihnen zu ermöglichen.
[Vierte Ausführungsform]
Ein Informationserfassungsverfahren gemäß einer vierten Ausführungsform wird anhand 18 und 19 erläutert. 18 ist ein Ablaufdiagramm des Informationserfassungsverfahrens gemäß der vierten Ausführungsform. 19 zeigt ein Beispiel für ein Beobachtungsbild, das auf der Probeninformationsanzeige anhand des Informationserfassungsverfahrens gemäß der vierten Ausführungsform angezeigt wird
Das Informationserfassungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ähnlich wie das Informationserfassungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform. Wie aus einem Vergleich zwischen 4 und 18 verstanden werden kann, weist das Informationserfassungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform Schritt S401 auf, um erste Informationen über eine Probe 103 und zweite Informationen über die Probe 103 abzuwickeln und sie zusätzlich zu den verschiedenen Schritten des Informationserfassungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform zwischen Schritt S110 und Schritt S111 anzuzeigen. In Schritt S401 wickelt die Steuereinheit 110 die ersten Informationen über die Probe 103, wenn die Interaktion klein ist, und die zweiten Informationen über die Probe 103 ab, wenn die Interaktion groß ist, die jeweils in einem Bereich A und einem Bereich B angezeigt werden, um dritte Informationen über die Probe 103 zu erfassen. Die Probeninformationsanzeige 111 zeigt die dritten Informationen über die Probe 103 an, die von der Steuereinheit 110 in einem in 19 gezeigten Bereich C erfasst werden. Die Abwicklung zum Erfassen der dritten Informationen über die Probe 103 kann beispielsweise eine zusammengesetzte Abwicklung sein, d. h. eine Addition; jedoch wird wünschenswerterweise abhängig von zu erfassenden Informationen die Abwicklung wie Subtraktion, Division usw., jedoch nicht darauf begrenzt, verwendet.
19 zeigt die dritten Informationen über die Probe 103, die aus den ersten Informationen und den zweiten Informationen über die Probe 103 zusammengesetzt sind, die im Bereich C angezeigt werden, zusätzlich zu den ersten Informationen über die Probe 103 im Bereich A und den zweiten Informationen über die Probe 103, die auf der Probeninformationsanzeige 111 im Bereich B angezeigt werden.
Auf diese Weise können in der vorliegenden Ausführungsform Informationen über die Oberfläche und Informationen über das Innere einer Zelle ungefähr gleichzeitig erfasst werden, und ein Positionsverhältnis zwischen der Oberfläche und dem Inneren der Zelle kann durch Kombinieren der Informationen deutlich gemacht werden. Dadurch können detailliertere Informationen über ein gegenseitiges Verhältnis zwischen der Oberfläche und dem Inneren gewonnen werden.
[Fünfte Ausführungsform]
Ein Informationserfassungsverfahren gemäß einer fünften Ausführungsform wird anhand 20 erläutert. 20 ist ein Ablaufdiagramm des Informationserfassungsverfahrens gemäß der fünften Ausführungsform. Das Informationserfassungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ähnlich wie das Informationserfassungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform. Wie aus einem Vergleich zwischen 12 und 20 verstanden werden kann, weist das Informationserfassungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform Schritt S501 auf, um erste Informationen über eine Probe 103 und zweite Informationen über die Probe 103 abzuwickeln und sie zusätzlich zu den verschiedenen Schritten des Informationserfassungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform zwischen Schritt S210 und Schritt S211 anzuzeigen. In Schritt S501 wickelt die Steuereinheit 110 die ersten Informationen über die Probe 103, wenn die Interaktion klein ist, und die zweiten Informationen über die Probe 103 ab, wenn die Interaktion groß ist, die jeweils in einem Bereich A und einem Bereich B angezeigt werden, um dritte Informationen über die Probe 103 zu erfassen. Die Probeninformationsanzeige 111 zeigt die dritten Informationen über die Probe 103 an, die von der Steuereinheit 110 erfasst werden. Die Abwicklung zum Erfassen der dritten Informationen über die Probe 103 kann beispielsweise eine zusammengesetzte Abwicklung sein, d. h. eine Addition; jedoch wird wünschenswerterweise abhängig von zu erfassenden Informationen die Abwicklung wie Subtraktion, Division usw., jedoch nicht darauf begrenzt, verwendet.
Auf diese Weise können in der vorliegenden Ausführungsform Informationen über die Oberfläche und Informationen über das Innere einer Zelle ungefähr gleichzeitig erfasst werden, und ein Positionsverhältnis zwischen der Oberfläche und dem Inneren der Zelle kann durch Kombinieren der Informationen deutlich gemacht werden. Dadurch können detailliertere Informationen über ein gegenseitiges Verhältnis zwischen der Oberfläche und dem Inneren gewonnen werden.
[Sechste Ausführungsform]
Ein Informationserfassungsverfahren gemäß einer sechsten Ausführungsform wird anhand 21 erläutert. 21 ist ein Ablaufdiagramm des Informationserfassungsverfahrens gemäß der sechsten Ausführungsform. Das Informationserfassungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ähnlich wie das Informationserfassungsverfahren gemäß der dritten Ausführungsform. Wie aus einem Vergleich zwischen 16 und 21 verstanden werden kann, weist das Informationserfassungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform Schritt S601 auf, um erste Informationen über eine Probe 103 und zweite Informationen über die Probe 103 zusätzlich zu den verschiedenen Schritten des Informationserfassungsverfahren gemäß der dritten Ausführungsform zwischen Schritt S310 und Schritt S311 abzuwickeln. In Schritt S601 wickelt die Steuereinheit 110 die ersten Informationen über die Probe 103, wenn die Interaktion klein ist, und die zweiten Informationen über die Probe 103 ab, wenn die Interaktion groß ist, die jeweils in einem Bereich A und einem Bereich B angezeigt werden, um dritte Informationen über die Probe 103 zu erfassen. Eine Probeninformationsanzeige 111 zeigt die dritten Informationen über die Probe 103 an, die von der Steuereinheit 110 erfasst werden. Die Abwicklung zum Erfassen der dritten Informationen über die Probe 103 kann beispielsweise eine zusammengesetzte Abwicklung sein, d. h. eine Addition; jedoch wird wünschenswerterweise abhängig von den zu erfassenden Informationen die Abwicklung wie Subtraktion, Division usw., jedoch nicht darauf begrenzt, verwendet.
Auf diese Weise können in der vorliegenden Ausführungsform Informationen über die Oberfläche und Informationen über das Innere einer Zelle ungefähr gleichzeitig erfasst werden, und ein Positionsverhältnis zwischen der Oberfläche und dem Inneren der Zelle kann durch Kombinieren der Informationen deutlich gemacht werden. Dadurch können detailliertere Informationen über ein gegenseitiges Verhältnis zwischen der Oberfläche und dem Inneren gewonnen werden.

Claims

Informationserfassungsverfahren in einem Rasterkraftmikroskop, um Informationen über eine Probe durch Rasterabtastung eines Auslegers und der Probe relativ über eine XY-Ebene zu erfassen, während eine Sonde, die an einem freien Ende des Auslegers vorgesehen ist, mit der Probe in Kontakt gebracht wird, um zu veranlassen, dass eine mechanischen Interaktion zwischen der Sonde und der Probe erzeugt wird, wobei das Verfahren umfasst: einen ersten interaktionserzeugenden Schritt, um zu veranlassen, dass eine erste Interaktion, die eine erste Stärke aufweist, zwischen der Sonde und der Probe erzeugt wird; einen ersten informationserfassenden Schritt um erste Informationen über die Probe zu erfassen, wenn die erste Interaktion zwischen der Sonde und der Probe erzeugt wird; einen zweiten interaktionserzeugenden Schritt, um zu veranlassen, dass eine zweite Interaktion, die eine zweite Stärke aufweist, die sich von der ersten Stärke unterscheidet, zwischen der Sonde und der Probe erzeugt wird; und einen zweiten informationserfassenden Schritt um zweite Informationen über die Probe zu erfassen, wenn die zweite Interaktion zwischen der Sonde und der Probe erzeugt wird, wobei der erste interaktionserzeugende Schritt und der erste informationserfassende Schritt und der zweite interaktionserzeugende Schritt und der zweite informationserfassende Schritt in einem gleichen Abtastbereich durchgeführt werden.
Informationserfassungsverfahren in einem Rasterkraftmikroskop nach Anspruch 1, wobei der erste interaktionserzeugende Schritt und der erste informationserfassende Schritt und der zweite interaktionserzeugende Schritt und der zweite informationserfassende Schritt für jede Abtastzeile der Rasterabtastung abwechselnd wiederholt werden.
Informationserfassungsverfahren in einem Rasterkraftmikroskop nach Anspruch 2, wobei die Abtastzeile der Rasterabtastung mindestens eine aus einem Vorwärtspfad und einem Rückwärtspfad der Abtastung ist.
Informationserfassungsverfahren in einem Rasterkraftmikroskop gemäß Anspruch 1, umfassend: einen ersten Rasterabtastungsschritt, der den ersten interaktionserzeugenden Schritt und den ersten informationserfassenden Schritt umfasst; und einen zweiten Rasterabtastungsschritt, der den zweiten interaktionserzeugenden Schritt und den zweiten informationserfassenden Schritt umfasst, wobei der erste Rasterabtastungsschritt und der zweite Rasterabtastungsschritt mindestens einmal abwechselnd durchgeführt werden.
Informationserfassungsverfahren in einem Rasterkraftmikroskop gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend: einen ersten informationsanzeigenden Schritt und einen zweiten informationsanzeigenden Schritt, um abwechselnd und jeweils die erste Information über die Probe und die zweite Information über die Probe auf aktualisierte Weise mit zeitlichen gleichen Intervallen anzuzeigen.
Informationserfassungsverfahren in einem Rasterkraftmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die zweite Stärke der zweiten Interaktion größer als die erste Stärke der ersten Interaktion ist, die Probe eine Zelle ist, die erste Information über die Probe Information über eine Oberfläche der Zelle ist, und die zweiten Information über die Zelle Information über das Innere der Zelle ist.
Informationserfassungsverfahren in einem Rasterkraftmikroskop gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner umfassend: einen informationserzeugenden Schritt zum Erzeugen dritter Information über die Probe durch Abwickeln der ersten Information über die Probe und der zweiten Information über die Probe.
Informationserfassungsverfahren in einem Rasterkraftmikroskop gemäß Anspruch 7, wobei die Abwicklung eine zusammengesetzte Abwicklung ist.
Informationserfassungsverfahren in einem Rasterkraftmikroskop gemäß Anspruch 7 oder 8, ferner umfassend: einen dritten informationsanzeigenden Schritt zum Anzeigen der dritten Information über die Probe.
Programm, das ein Rasterkraftmikroskop dazu veranlasst, das Informationserfassungsverfahren in einem Rasterkraftmikroskop gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.
Rasterkraftmikroskop, in dem das Programm gemäß Anspruch 10 installiert ist.