JP2000146806A

JP2000146806A - 走査型プローブ顕微鏡

Info

Publication number: JP2000146806A
Application number: JP10320522A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Takenobu; 貴亮武信
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1998-11-11
Filing date: 1998-11-11
Publication date: 2000-05-26

Abstract

(57)【要約】【課題】試料表面の摩擦力を測定する際に、試料の表面
状態に対応した吸着力等の表面力に基づく摩擦力と、試
料表面の摩擦係数に基づく摩擦力とを分離して測定する
ことが可能な走査型プローブ顕微鏡を提供する。【解決手段】カンチレバー６の先端（探針４）を振動さ
せることによって、試料２表面に対するカンチレバーの
先端（探針）の押付力を変調させる振動機構と、探針を
試料表面に沿って相対的に走査させる走査機構と、探針
を試料表面に沿って走査した際に生じるカンチレバーの
捩れ量を検出すると共に、振動機構によって変調された
押付力によって生じるカンチレバーの撓み量を検出する
ことが可能な検出機構と、この検出機構によって検出さ
れたカンチレバーの捩れ量及び撓み量に基づいて、試料
の表面状態に対応した吸着力等の表面力及び試料表面の
摩擦係数を分離して測定することが可能な測定機構とを
備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、試料表面の摩擦力
を測定する際に、試料の表面状態に対応した吸着力（例
えば、水分、磁気力など）等の表面力に基づく摩擦力
と、試料表面の摩擦係数に基づく摩擦力とを分離して測
定することが可能な走査型プローブ顕微鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の走査型プローブ顕微鏡（ＳＰ
Ｍ:Scanning Probe Microscope）は、自由端に尖鋭化し
た探針を持つカンチレバーと、探針と試料とを相対的に
移動させるスキャナとを備えている。そして、探針を試
料に近接させると、探針先端と試料表面との間に働く相
互作用（原子間力、斥力、引力、粘性、磁気力等）によ
って、カンチレバーの自由端が変位する。この自由端に
生じる変位量を電気的あるいは光学的に検出しながら、
探針を試料表面に沿って（具体的には、カンチレバーの
長手軸方向に沿って）走査することによって、試料の表
面情報等（例えば、凹凸情報）を三次元的にＳＰＭ測定
している。

【０００３】このような走査型プローブ顕微鏡では、カ
ンチレバーの長手軸に対して直交する方向に探針及び試
料を相対的に移動させて、探針を試料表面に沿って走査
させた際に、カンチレバーの捩れ量を検出することによ
って、試料表面の摩擦力を測定することが可能である
（例えば、特開平９−１４５７２３号公報、特開平７−
１３４０２３号公報、特開平８−１４６０１９号公報参
照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、例えば図１
（ａ）に示すような試料２の表面の摩擦力を測定する場
合を想定する。この試料２は、摩擦係数、及び、探針先
端と試料表面との間に作用する吸着力（例えば、水分、
磁気力など）等の表面力が異なる複数の材料で形成され
た平坦な表面Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを有している。なお、各表
面Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおいて、摩擦係数及び表面力の特性
は、以下のようになっている。

【０００５】表面Ａ：摩擦係数大、表面力小表面Ｂ：摩擦係数大、表面力大表面Ｃ：摩擦係数小、表面力大表面Ｄ：摩擦係数小、表面力小このような試料２の表面Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに沿って、カン
チレバーの押付力（試料２表面に対する探針の押付力）
Ｐを一定にした状態（カンチレバーの撓み量を一定にし
た状態）で、カンチレバーの長手軸に対して直交する方
向に探針を走査すると、カンチレバーの捩れ量に基づい
て得られる摩擦力Ｆは、図１（ｂ）に示すように変化す
る。また、摩擦力Ｆは、下記の式（１）のように、Ｆ＝μＮ＝μ（Ｐ＋Ｓ）…（１）摩擦係数μと垂直力Ｎの積で表される。この場合、垂直
力Ｎは、カンチレバーの押付力（試料表面に対する探針
の押付力）Ｐと、探針先端と試料表面との間に作用する
吸着力等の表面力Ｓとの和となっていると考えられる。

【０００６】しかしながら、従来の摩擦力測定法では、
試料２の表面状態に対応した吸着力（例えば、水分、磁
気力など）等の表面力に基づく摩擦力と、試料表面の摩
擦係数に基づく摩擦力とを分離して測定することができ
なかった。この場合、カンチレバーの捩れ量に基づいて
得られる摩擦力は、表面力の変化に応じて大きく変化し
てしまうため、再現性の良い摩擦力データを得ることが
できなかった。

【０００７】本発明は、このような問題点を解決するた
めに成されており、その目的は、試料表面の摩擦力を測
定する際に、試料の表面状態に対応した吸着力等の表面
力に基づく摩擦力と、試料表面の摩擦係数に基づく摩擦
力とを分離して測定することが可能な走査型プローブ顕
微鏡を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の走査型プローブ顕微鏡は、カンチレ
バーと、このカンチレバーの先端を振動させることによ
って、試料表面に対するカンチレバーの先端の押付力を
変調させる振動機構と、カンチレバーを試料表面に沿っ
て相対的に走査させる走査機構と、カンチレバーを試料
表面に沿って走査した際に生じるカンチレバーの捩れ量
を検出すると共に、振動機構によって変調された押付力
によって生じるカンチレバーの撓み量を検出することが
可能な検出機構と、検出機構によって検出されたカンチ
レバーの捩れ量及び撓み量に基づいて、試料の表面状態
に対応した吸着力等の表面力及び試料表面の摩擦係数を
分離して測定することが可能な測定機構とを備えてい
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の原理について説明
した後、この原理を適用した一実施の形態に係る走査型
プローブ顕微鏡について、添付図面を参照して説明す
る。まず、本発明の原理について説明する。

【００１０】上述したように、カンチレバーの押付力
（試料２表面に対する探針の押付力）Ｐを一定にした状
態（カンチレバーの撓み量を一定にした状態）で、摩擦
係数μ及び表面力Ｓが異なる材料で形成された平坦な試
料２（図１（ａ）参照）に沿って探針を走査すると、カ
ンチレバーの捩れ量に基づいて得られる摩擦力Ｆは、図
１（ｂ）に示すように変化する。

【００１１】ここで、カンチレバーの基端に圧電体を取
り付ける。そして、この圧電体に交流電圧を印加して、
カンチレバーの先端を振動させる。このとき、カンチレ
バーの撓み量が変化することによって、押付力Ｐは図１
（ｃ）のように変化する。このような状態において、カ
ンチレバーの捩れ量に基づいて得られる摩擦力Ｆは、図
１（ｄ）に示すように変化する。

【００１２】いま、試料２の任意の表面領域（例えば、
表面Ａ）に押付力Ｐ１，Ｐ２が作用しているとして、こ
れら押付力Ｐ１，Ｐ２の値を式（１）に代入すると、各
押付力Ｐ１，Ｐ２に対応した摩擦力Ｆ１，Ｆ２は、Ｆ１＝μ（Ｐ１＋Ｓ）…（２）Ｆ２＝μ（Ｐ２＋Ｓ）…（３）となる。これら２つの式（２），（３）から摩擦係数μ
を求めると、 μ＝（Ｆ２−Ｆ１）／（Ｐ２−Ｐ１）…（４）と表される。この式（４）から明らかなように、摩擦係
数μは、試料２の任意の表面領域（例えば、表面Ａ）に
おける表面力Ｓの影響を受けること無く、摩擦力Ｆの振
幅（Ｆ２−Ｆ１）と押付力Ｐの振幅（Ｐ２−Ｐ１）との
比で正確に表されることが分かる。また、式（２），
（３）から表面力Ｓを求めると、

【００１３】

【数１】と表される。この式（５）から明らかなように、表面力
Ｓは、摩擦力Ｆの振幅（Ｆ２−Ｆ１）と押付力Ｐの振幅
（Ｐ２−Ｐ１）との比（Ｐ２−Ｐ１）／（Ｆ２−Ｆ
１）、及び、平均摩擦力（Ｆ２＋Ｆ１）／２、平均押付
力（Ｐ２＋Ｐ１）／２で表されることが分かる。

【００１４】このような演算処理を他の表面領域（例え
ば、表面Ｂ，Ｃ，Ｄ）について行うことによって、各表
面の摩擦係数μ及び表面力Ｓを求めることができる。こ
のように本発明の原理によれば、カンチレバーの先端を
振動させて、カンチレバーの撓み量を変化させながら、
探針を試料表面に沿って走査する際に、カンチレバーの
撓み量及び捩れ量の変化を検出することによって、試料
２表面の摩擦係数μ及び表面力Ｓを分離して測定するこ
とが可能となる。この結果、試料２の表面状態に対応し
た吸着力等の表面力Ｓに基づく摩擦力と、試料２表面の
摩擦係数μに基づく摩擦力とを分離して正確に測定する
ことができる。

【００１５】次に、上述したような原理を適用した一実
施の形態に係る走査型プローブ顕微鏡について説明す
る。図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、本実施の形態の
走査型プローブ顕微鏡は、先端に探針４が突設されたカ
ンチレバー６と、このカンチレバー６の先端（探針４）
を振動させることによって、試料２表面に対するカンチ
レバー６の先端（探針４）の押付力を変調させる振動機
構と、探針４を試料２表面に沿って相対的に走査させる
走査機構と、探針４を試料２表面に沿って走査した際に
生じるカンチレバー６の捩れ量を検出すると共に、振動
機構によって変調された押付力によって生じるカンチレ
バー６の撓み量を検出することが可能な検出機構と、こ
の検出機構によって検出されたカンチレバー６の捩れ量
及び撓み量に基づいて、試料２の表面状態に対応した吸
着力等の表面力Ｓ及び試料２表面の摩擦係数μを分離し
て測定することが可能な測定機構とを備えている。

【００１６】振動機構は、カンチレバー６の基端に取り
付けられた圧電体８を備えており、この圧電体８に所定
の交流電圧を印加して圧電体８を励振させて、カンチレ
バー６の先端（探針４）を振動させることによって、後
述する試料台１２上にセットされた試料２表面に対する
カンチレバー６の先端（探針４）の押付力Ｐを変調させ
ることができるように構成されている。

【００１７】走査機構は、スキャナ（例えば、圧電体ス
キャナ）１０を備えており、このスキャナ１０は、所定
の電圧を印加することによって、可動端をＸＹＺ方向に
変位させることができるように構成されている。スキャ
ナ１０の可動端には、試料台１２が取り付けられてお
り、この試料台１２上に試料２がセットされている。こ
の場合、スキャナ１０の可動端をＸＹ方向に変位させる
ことによって、試料２表面に沿ってカンチレバー６の探
針４を走査させることができる。即ち、本実施の形態で
は、試料走査型の走査型プローブ顕微鏡を想定してい
る。

【００１８】検出機構は、光てこ方式の変位センサを備
えており、この変位センサは、カンチレバー６の背面
（探針４が設けられている面とは反対側の面）に変位測
定用レーザー光を照射することが可能な光源１４と、カ
ンチレバー６の背面から反射した反射光を受光し、その
受光位置及び受光量の変化に基づいて、カンチレバー６
の捩れ量及び撓み量を光学的に検出することが可能な受
光素子（４分割フォトディテクタ）１６とを備えてい
る。

【００１９】測定機構は、例えば図２（ｂ）に示すよう
な摩擦係数測定回路と、例えば図２（ｃ）に示すような
表面力測定回路とを備えている。次に、本実施の形態の
動作について説明する。

【００２０】まず、圧電体８を励振させて、カンチレバ
ー６の先端（探針４）を振動させることによって、試料
台１２上にセットされた試料２表面に対するカンチレバ
ー６の先端（探針４）の押付力Ｐを変調させる。

【００２１】この状態において、スキャナ１０の可動端
に取り付けられた試料台１２をＸＹ方向に変位させるこ
とによって、試料２表面に沿ってカンチレバー６の探針
４をラスター走査させる。この場合、変位センサの４分
割フォトディテクタ１６から出力される撓み量の変調信
号が一定になるように、スキャナ１０のＺ方向の変位量
をフィードバック制御する。このフィードバック制御
は、フィードバック制御回路（図示しない）により行わ
れる。なお、「撓み量の変調信号が一定」とは、撓み量
の変調信号の振幅が一定であると共に、その振幅の中心
位置が一定位置に保たれた状態を言う。

【００２２】一般的に、カンチレバー６の共振周波数
は、２０ＫＨｚ程度であるため、上述したような制御条
件を満足させるためには、スキャナ１０を制御する際の
応答周波数よりも充分高い周波数で圧電体８を励振させ
て押付力Ｐを変調させる必要がある。例えば、カンチレ
バー６の共振周波数を２０ＫＨｚとすると、圧電体８の
変調周波数を２ＫＨｚ程度に設定し、且つ、スキャナ１
０をＺ方向にフィードバック制御するときの応答周波数
を２００Ｈｚ程度に設定することが好ましい。

【００２３】このようなフィードバック制御を行いなが
ら、試料２表面に沿ってカンチレバー６の探針４をラス
ター走査した際、変位センサによってカンチレバー６の
捩れ量及び撓み量が光学的に検出される。変位センサの
４分割フォトディテクタ１６は、４つの受光領域１６
ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄを有しており、これら４つ
の受光領域１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄから出力さ
れる信号に基づいて、カンチレバー６の捩れ量及び撓み
量を特定することができる。具体的には、各受光領域１
６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄから出力される信号値を
ａ，ｂ，ｃ，ｄとすると、（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）なる
信号成分が、カンチレバー６の捩れ量に対応した捩れ信
号となり、（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）なる信号成分が、カ
ンチレバー６の撓み量に対応した撓み信号となる。

【００２４】ここで、試料２の任意の表面に対して探針
４をラスター走査し、その表面の摩擦力Ｆを測定する動
作について説明する。この場合、スキャナ１０を撓み信
号に基づいてＺ方向にフィードバック制御する際に、ス
キャナ１０に印加される電圧値から、試料２の表面情報
（例えば、凹凸情報）を測定することができる。

【００２５】また、探針４を試料２表面に沿ってラスタ
ー走査している間、変位センサの４分割フォトディテク
タ１６から出力された捩れ信号Ｔ＝（ａ＋ｃ）−（ｂ＋
ｄ）及び撓み信号Ｗ＝（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）は、夫
々、例えば図２（ｂ）に示すような摩擦係数測定回路又
は例えば図２（ｃ）に示すような表面力測定回路に入力
される。

【００２６】図２（ｂ）に示す摩擦係数測定回路におい
て、捩れ信号Ｔ＝（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）は、バンドパ
スフィルタ１８を介して、圧電体８によって加えられた
変調周波数成分のみが取り出された後、実効値回路２０
を介して、その交流成分（即ち、摩擦力振幅成分）Ｔ１
が取り出される。

【００２７】この場合、例えば図１（ａ）に示すような
表面状態を有する試料２表面をラスター走査したとする
と、捩れ信号Ｔは、図１（ｄ）に示すような信号特性を
有している。従って、実効値回路２０を介して取り出さ
れた摩擦力振幅成分Ｔ１は、図３（ａ）に示すように、
表面Ｃ，Ｄにおいて振幅の減少した信号特性（Ｆ２−Ｆ
１）となる。そして、このような摩擦力振幅成分Ｔ１＝
（Ｆ２−Ｆ１）は、割算器２２に入力される。なお、摩
擦力振幅成分（Ｆ２−Ｆ１）は、カンチレバー６の捩れ
方向のバネ定数と４分割フォトディテクタ１６の信号感
度とに基づいて算出することができる。

【００２８】また、摩擦係数測定回路において、撓み信
号Ｗ＝（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）は、バンドパスフィルタ
２４を介して、圧電体８によって加えられた変調周波数
成分のみが取り出された後、実効値回路２６を介して、
その交流成分（即ち、押付力振幅成分）Ｗ１が取り出さ
れる。

【００２９】この場合、例えば図１（ａ）に示すような
表面状態を有する試料２表面をラスター走査したとする
と、撓み信号Ｗは、図１（ｃ）に示すような一定の信号
特性を有している。従って、実効値回路２６を介して取
り出された押付力振幅成分Ｗ１も、一定の信号特性（Ｐ
２−Ｐ１）となる。そして、このような押付力振幅成分
Ｗ１＝（Ｐ２−Ｐ１）は、割算器２２に入力される。な
お、押付力振幅成分（Ｐ２−Ｐ１）は、圧電体８の移動
量とカンチレバー６の撓み方向のバネ定数とに基づいて
算出することができる。

【００３０】そして、割算器２２において、上述した式
（４）に基づいて、摩擦力振幅成分Ｔ１と押付力振幅成
分Ｗ１に割算処理が施される。この結果、図３（ｂ）に
示すように、各試料２表面の摩擦係数μ＝（Ｆ２−Ｆ
１）／（Ｐ２−Ｐ１）を求めることができる。

【００３１】一方、図２（ｃ）に示す表面力測定回路に
おいて、捩れ信号Ｔ＝（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）は、ロー
パスフィルタ２８を介して、その平均摩擦力成分Ｔ２が
求められる。なお、ローパスフィルタ２８は、圧電体８
で加えられた変調周波数よりも低い周波数に設定されて
いる。

【００３２】この場合、例えば図１（ａ）に示すような
表面状態を有する試料２表面をラスター走査したとする
と、捩れ信号Ｔは、図１（ｄ）に示すような信号特性を
有している。従って、ローパスフィルタ２８を介して求
められた平均摩擦力成分Ｔ２は、図３（ｃ）に示すよう
な信号特性（Ｆ２＋Ｆ１）／２となる。そして、この平
均摩擦力成分Ｔ２＝（Ｆ２＋Ｆ１）／２は、割算器３０
に入力される。

【００３３】また、表面力測定回路において、撓み信号
Ｗ＝（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）は、ローパスフィルタ３２
を介して平均押付力成分Ｗ２が求められる。なお、ロー
パスフィルタ３２は、圧電体８で加えられた変調周波数
よりも低い周波数に設定されている。

【００３４】この場合、例えば図１（ａ）に示すような
表面状態を有する試料２表面をラスター走査したとする
と、撓み信号Ｗは、図１（ｃ）に示すような一定の信号
特性を有している。従って、ローパスフィルタ３２を介
して求められた平均押付力成分Ｗ２は、一定の値（Ｐ２
＋Ｐ１）／２となる。そして、この平均押付力成分Ｗ２
＝（Ｐ２＋Ｐ１）／２は、引算器３４に入力される。

【００３５】割算器３０は、上述した摩擦係数測定回路
で求められた摩擦係数μと平均摩擦力成分Ｔ２に割算処
理を施して、その割算結果Ｓｄを引算器３４に出力す
る。そして、引算器３４において、上述の式（５）に基
づいて、割算結果Ｓｄと平均押付力成分Ｗ２に引算処理
が施される。この結果、図３（ｄ）に示すように、各試
料２表面の表面力Ｓ＝｛（Ｆ２＋Ｆ１）／２｝×｛（Ｐ
２−Ｐ１）／（Ｆ２−Ｆ１）｝−｛（Ｐ２＋Ｐ１）／
２｝を求めることができる。

【００３６】本実施の形態によれば、試料２表面の摩擦
力を測定する際に、カンチレバー６の先端を所定の周波
数で振動させて、その撓み量を変化（押付力Ｐを変調）
させながら、カンチレバー６の撓み量及び捩れ量の変化
を検出することによって、試料２の表面状態に対応した
吸着力等の表面力Ｓに基づく摩擦力と、試料２表面の摩
擦係数μに基づく摩擦力とを分離して正確に測定するこ
とができる。

【００３７】なお、本発明は、上述した実施の形態に限
定されることは無く、以下のように種々変更することが
可能である。上述した実施の形態では、振動機構とし
て、カンチレバー６の基端に取り付けられた圧電体８を
適用したが、圧電体８を設ける代わりに、例えばスキャ
ナ（例えば、圧電体スキャナ）１０をＺ方向に高い周波
数で励振させることによって、試料２表面に対するカン
チレバー６の先端（探針４）の押付力Ｐを変調させても
良い。

【００３８】また、上述した実施の形態では、試料走査
型の走査型プローブ顕微鏡を想定したが、探針走査型の
走査型プローブ顕微鏡にも本発明を適用することが可能
である。探針走査型の走査型プローブ顕微鏡には、スキ
ャナ１０の可動端にカンチレバー６が取り付けられてお
り、スキャナ１０の可動端をＸＹ方向に変位させること
によって、試料２表面に沿ってカンチレバー６の探針４
を走査させる。なお、スキャナ１０のＺ方向のフィード
バック制御も上述した実施の形態と同様に行われる。つ
まり、スキャナ１０は、測定時に試料２とカンチレバー
６の先端（探針４）とを相対的に移動（ＸＹ走査及びＺ
方向フィードバック制御）させるための手段であれば良
く、試料２，カンチレバー６の何れを動作させても良
い。

【００３９】また、上述した実施の形態において、変位
センサの４分割フォトディテクタ１６から出力される捩
れ信号及び撓み信号や、振動機構（圧電体８）の移動量
等をコンピュータに取り込むように構成すれば、例えば
図２（ｂ），（ｃ）に示すような摩擦係数測定回路及び
表面力測定回路を設けること無く、上述した式（４）と
式（５）によって摩擦係数μ及び表面力Ｓを算出するこ
とができる。

【００４０】更に、上述した実施の形態では、検出機構
として、光てこ方式の変位センサを用いて、カンチレバ
ー６の捩れ量及び撓み量を光学的に検出しているが、こ
の変位センサを用いる代わりに、例えばカンチレバー６
自体にピエゾ抵抗層を形成して、このピエゾ抵抗層の抵
抗値の変化（即ち、ピエゾ抵抗層を流れる電流値の変
化）に基づいて、カンチレバー６の捩れ量及び撓み量を
電気的に直接検出しても良い。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、試料表面の摩擦力を測
定する際に、試料の表面状態に対応した吸着力等の表面
力に基づく摩擦力と、試料表面の摩擦係数に基づく摩擦
力とを分離して測定することが可能な走査型プローブ顕
微鏡を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、表面力の異なる複数の材料で形成さ
れた平坦な表面を有する試料の構成を示す図、（ｂ）
は、同図（ａ）に示された試料表面に沿って探針を走査
した際に得られる摩擦力の変化状態を示す図、（ｃ）
は、カンチレバーの先端を振動させながら走査した際に
得られる押付力の変化状態を示す図、（ｄ）は、カンチ
レバーの先端を振動させながら走査した際に得られる摩
擦力の変化状態を示す図。

【図２】（ａ）は、本発明の一実施の形態に係る走査型
プローブ顕微鏡の主要な構成を示す図、（ｂ）は、摩擦
係数測定回路の構成を示すブロック図、（ｃ）は、表面
力測定回路の構成を示すブロック図。

【図３】（ａ）は、図１（ａ）に示すような表面状態を
有する試料表面をラスター走査した際に得られる摩擦力
振幅の特性を示す図、（ｂ）は、図１（ａ）に示すよう
な表面状態を有する試料表面をラスター走査した際に測
定される摩擦係数の特性を示す図、（ｃ）は、図１
（ａ）に示すような表面状態を有する試料表面をラスタ
ー走査した際に得られる平均摩擦力の特性を示す図、
（ｄ）は、図１（ａ）に示すような表面状態を有する試
料表面をラスター走査した際に測定される表面力の特性
を示す図。

【符号の説明】

２試料４探針６カンチレバー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カンチレバーと、このカンチレバーの先端を振動させることによって、試
料表面に対するカンチレバーの先端の押付力を変調させ
る振動機構と、カンチレバーを試料表面に沿って相対的に走査させる走
査機構と、カンチレバーを試料表面に沿って走査した際に生じるカ
ンチレバーの捩れ量を検出すると共に、振動機構によっ
て変調された押付力によって生じるカンチレバーの撓み
量を検出することが可能な検出機構と、検出機構によって検出されたカンチレバーの捩れ量及び
撓み量に基づいて、試料の表面状態に対応した吸着力等
の表面力及び試料表面の摩擦係数を分離して測定するこ
とが可能な測定機構とを備えていることを特徴とする走
査型プローブ顕微鏡。