JP2006125984A - デイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】デイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、円盤状基板1と、この円盤状基板1のラジアル方向にその長手軸を一致させて配置される複数のカンチレバーアレー3と、このカンチレバーアレー3を有する円盤状基板1の回転手段と、カンチレバーアレー3の位置決め装置と、カンチレバーアレー3に対応する位置に配置され、カンチレバー2の運動を計測する光計測ヘッド7とを備え、円盤状基板1の回転に伴って順次カンチレバー2の周波数変化や振幅変化を計測する。
【選択図】図1
Description
Gerhard Grosch,"Hybrid fiber−optic/micromechanical frequency encoding displacement sensor",Sensors and Actuators A,April 1990,Vol.23,Issues.1−3,pp.1128−1131 James C.Mabry,Tim Yau,Hui−Wen Yap,John−Bruce D.Green,"Developments for inverted atomic force microscopy",Ultramicroscopy 91,(2002),pp.73−82 M.K.Baller,H.P.Lang,J.Fritz,Ch.Gerber,J.K.Gimzewski,U.Drechsler,H.Rothuizen,M.Despont,P.Vettiger,F.M.Battiston,J.P.Ramseyer,P.Fornaro,E.Meyer,and H.−J.Guentherodt;A cantilever array−based artificial nose,Ultramicroscopy,(2000),1 Bietsch A,Zhang JY,Hegner M,Lang HP,Gerber C;Rapid functionalization of cantilever array sensors by inkjet printing,NANOTECHNOLOGY 15(8) AUG 2004,pp873−880 Bietsch A,Hegner M,Lang HP,Gerber C;Inkjet deposition of alkanethiolate monolayers and DNA oligonucleotides on gold:Evaluation of spot uniformity by wet etching,LANGMUIR 20(12) JUN 8 2004,pp.5119−5122
〔1〕デイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、円盤状基板と、この円盤状基板のほぼラジアル方向にその長手軸を一致させて配置されるカンチレバーアレーと、前記カンチレバーアレーが配置される円盤状基板の回転手段と、前記カンチレバーアレーの位置決め装置と、前記カンチレバーアレーに対応する位置に配置され、カンチレバーの運動を計測する光計測ヘッドとを備え、前記円盤状基板の回転に伴って順次カンチレバーの周波数変化や振幅変化を計測することを特徴とする。
(B)O.Nishikawa et.al;Development of a scanning atom probe and atom−by−atom mass analysis of diamonds:Appl.Phys,A,66,S11−S16,Part 1 Suppl.S,MAR(1998)
(C)O.Nishikawa et.al;Atomic investigation of individual apexes of diamond emitters by a scanning atom probe:J.Vac.Sci.Technol.B,16,pp.836−840(1998)
(D)特開平7−43373号公報
を挙げることができる。
2,61 カンチレバー
3 カンチレバーアレー
4 ホイールの回転軸
5 ホイールの回転駆動装置(スピンドル等)
6 回転駆動装置の位置決め機能を含む制御装置
7 光計測ヘッド
8,9 修飾ヘッド
10,21,53,74 修飾物質
11 インクジェットプリンタ
12 修飾されたカンチレバーからなる修飾ヘッド
13 電子線ノズル
14 電子線
15 カンチレバーの近傍に浮遊する物質
16 修飾物質液溜(修飾物質供給部)
16A,16B,16C,… 複数の修飾物質液溜
17,32 案内溝
17A,17B,17C,…,32A,32B,32C,… 複数の案内溝
18,18A,18B,18C,… 修飾物質液
19 毛細管現象
20 電界ウェッティング
22 修飾物質を配置したテーブル
23,43,85 カンチレバーアレーを上下方向に変位させるカム
31 測定試料液溜(測定試料供給部)
35A,35B,35C,… 複数の測定試料供給部
36A,36B,36C,…,41,54 測定試料
42 測定試料を配置したテーブル
51 V字型カンチレバー
52 V字型カンチレバーのV字部
62 ループ状ワイヤ
63 薄膜状の修飾物質
71 修飾物質液溜
72 水平方向に曲線を描く案内溝
73 水平方向に曲線を描くカンチレバー
81 固体試料がセットされるテーブル
82 xyzスキャナ
84 探針付きカンチレバー
86 探針クリーニング用電界印加電極群
87 TOF装置
Claims (39)
- (a)円盤状基板と、
(b)該円盤状基板のほぼラジアル方向にその長手軸を一致させて配置されるカンチレバーアレーと、
(c)前記カンチレバーアレーが配置される円盤状基板の回転手段と、
(d)前記カンチレバーアレーの位置決め装置と、
(e)前記カンチレバーアレーに対応する位置に配置され、カンチレバーの運動を計測する光計測ヘッドとを備え、
(f)前記円盤状基板の回転に伴って順次カンチレバーの周波数変化や振幅変化を計測することを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。 - 請求項1記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記回転手段の回転によって、その遠心力によりカンチレバーに付着している余分な付着物を排除することを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項1記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーに修飾物質を付与する修飾物質付与装置を具備することを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項3記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記修飾物質付与装置が回転するカンチレバーアレーに対して位置決めされ、円盤状基板の回転に伴って順次カンチレバーの修飾を行うことを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項3記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記修飾物質付与装置が修飾物質滴下装置であることを特徴とするデイジー型カンチレバーを有する計測装置。
- 請求項3記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記修飾物質付与装置の修飾ヘッドがインクジェットプリンタであることを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項3記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記修飾物質付与装置の修飾ヘッドが修飾されたカンチレバーであることを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項3記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記修飾物質付与装置の修飾ヘッドが、電子線により雰囲気中の物質を析出させる装置であることを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項1記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記円盤状基板を回転させ、前記円盤状基板及びカンチレバー上に滴下乃至噴霧した物質を、回転に伴う遠心力でカンチレバー長手方向にコーティングを行うことを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項1記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記修飾物質供給装置は、前記円盤状基板上に配置される修飾物質供給部と、該修飾物質供給部と前記カンチレバーアレーとを接続する案内溝とを具備することを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項10記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記修飾物質供給部を複数配置し、該複数の修飾物質供給部に同一ないしそれぞれ異なった修飾物質を設定し、複数のカンチレバーに同一ないしそれぞれ異なる修飾の組み合わせを施すことを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項11記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記円盤状基板の回転による遠心力により、前記修飾物質をカンチレバーの先端へ送ることを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項11記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記案内溝における毛細管現象や電界ウェッティングによって特定のカンチレバーに前記修飾物質を導くことを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項4記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーアレーを上下方向に変位させる変位装置を備え、前記円盤状基板の回転により前記カンチレバーの先端が修飾物質と接触するように修飾物質を配置したテーブルを具備することを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項1記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーアレーを上下方向に変位させる変位装置を備え、前記カンチレバーの探針先端がセットされた試料の所定の位置に順次接触し、試料表面の物質を採取することを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項14又は15記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記変位装置がカムからなる変位装置であることを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項14又は15記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記変位装置が光加熱による変位装置であることを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項14又は15記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記変位装置が電流加熱による変位装置であることを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項14又は15記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記変位装置が静電力による変位装置であることを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項15記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記採取される試料表面の物質の量は、原子一個、分子一個の単位から数ピコグラム程度の微量であることを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項20記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーの探針先端で採取された前記微量の物質を、タイムオブフライト法によって質量分析を行うことを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項20記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーの探針先端で採取された前記微量の物質を、タイムオブフライト法によって質量分析を行い、次に、前記探針への電界印加によって探針先端に残留する試料片を除去するクリーニングを行い、前記デイジー型カンチレバーホイールの回転に伴いクリーニングされた探針が再度試料から試料片の採取を行い、採取、タイムオブフライト計測、クリーニングを繰り返すことを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項20から22の何れか1項記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、固体試料をその面内でラスター走査し、前記カンチレバーの探針先端が接触する箇所を順次掃引し、前記固体試料上の異なる位置の試料片や原子を順次採取することを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項23記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記試料の異なる部位から採取された試料のタイムオブフライト質量計測、元素同定を行うことにより、試料表面の元素組成分布の、高分解能でのマッピングを行うことを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項1又は3記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーに測定試料を供給する測定試料供給装置を具備することを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項25記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記測定試料供給装置は、前記円盤状基板上に配置される測定試料供給部と、該測定試料供給部と前記カンチレバーアレーとを接続する案内溝とを具備することを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項26記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記測定試料供給部を複数配置し、該複数の測定試料供給部に同一ないしそれぞれ異なった測定試料を設定し、複数のカンチレバーに同一ないしそれぞれ異なる測定試料の組み合わせを付着させることを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項11記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記案内溝における毛細管現象や電界ウェッティングによって特定のカンチレバーに前記測定試料を導くことを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項1記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーアレーを上下方向に変位させる変位装置を備え、前記円盤状基板の回転により前記カンチレバーの先端が測定試料と接触するように測定試料を配置したテーブルを具備することを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項3記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーへの修飾物質を選択的に設定することにより、測定試料の検出を行うことを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項1記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーアレーを、固有周波数の帯域の異なる複数のカンチレバーの組に分けて、帯域によって修飾物質を変えることによって周波数ごとに異なる測定試料を検出することを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項1又は3記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーがV字型カンチレバーであることを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項1又は3記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーがループ状カンチレバーであることを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項33記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記ループ状カンチレバーに薄膜状の修飾物質を張ることを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項34記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記薄膜状の修飾物質上に測定試料を捕捉することを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項10記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記修飾物質液の案内溝及びそれに接続されるカンチレバーを、前記円盤状基板の回転力を考慮して、水平方向に曲線を描くように構成したことを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項26記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記測定試料液の案内溝及びそれに接続されるカンチレバーを、前記円盤状基板の回転力を考慮して、水平方向に曲線を描くように構成したことを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項5から14の何れか1項記載のカンチレバーや探針に設置された修飾物質と、請求項16、25、または29記載のカンチレバーや探針に設置された試料の間の、反応の有無、結合の有無、結合の強度を、カンチレバーの機械特性の変化、カンチレバー表面の光学特性の変化として計測することを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
- 請求項1記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置を用いて、固体試料表面の原子レベルからナノメートルオーダの加工を行うことを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
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