JP2012013575A - 走査プローブ顕微鏡 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カンチレバー6と、探針5と、カンチレバーの変位を検出する力検出器8と、試料台2と、試料台を移動する移動手段(3,4,15,19,20)とを備え、試料台に載置される試料1の表面の高さ分布と磁気力分布を非接触で測定するための走査プローブ顕微鏡において、探針5に交流電圧を印加する交流電圧源12と直流電圧を印加する直流電圧源とを更に有し、試料表面の高さ分布を、静電気力を用いて測定する。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の実施形態に係る走査プローブ顕微鏡の概略構成図である。試料1は磁性材料で構成された試料であり、アース電位に接地されている。試料1の表面に対向してカンチレバー6が配置され、その先端には探針5が設けられている。探針5はそれ自体が強磁性体で構成されるか、あるいは強磁性体でコートされ、一定の方向に磁化されている。カンチレバー6および探針5は発振部(励振器)7により、固有振動数かその近傍の周波数(固有振動数の±1%程度以内)で、測定試料1の表面に対して垂直方向に振動させられる。カンチレバー6は発振部(励振器)7による強制振動の他に、試料1との間の相互作用により変位し、その変位は変位検出部(力検出器)8を用いて検出される。試料1は試料台2を介してXYZ走査機構3および粗動機構4上に固定されており、XYZ走査機構3により探針5に対して3次元方位方向に移動させることができ、また、粗動機構4により試料1と探針5の間の距離を大きく変化させることができる。
Claims (7)
- カンチレバーと、前記カンチレバー先端に設けられた探針と、前記カンチレバーの変位を力として検出する力検出器と、試料を載置する試料台と、前記試料台を移動する移動手段とを備え、前記試料台に載置される試料の表面の高さ分布と磁気力分布を非接触で測定するための走査プローブ顕微鏡において、
前記探針に交流電圧を印加する交流電圧源と直流電圧を印加する直流電圧源とを更に有し、
前記試料表面の高さ分布は、静電気力を用いて測定されるものであることを特徴とする走査プローブ顕微鏡。 - 請求項1記載の走査プローブ顕微鏡において、
前記試料表面の高さ分布は、前記力検出器からの出力信号が入力され、前記探針と前記試料表面との間の距離を一定に制御するための距離制御部を用いて測定されるものであることを特徴とする走査プローブ顕微鏡。 - 請求項2記載の走査プローブ顕微鏡において、
前記距離制御部は、
前記力検出器の出力信号から前記交流電圧源の二倍周波数成分を検出する第二のロックインアンプと、
前記第二のロックインアンプからの出力が一定値となるように前記移動手段を垂直方向に制御する第二の制御系と、を備えることを特徴とする走査プローブ顕微鏡。 - 請求項1記載の走査プローブ顕微鏡において、
前記直流電圧源の電圧は、前記探針と前記試料との間の電位差をゼロに保つように設定されるものであることを特徴とする走査プローブ顕微鏡。 - 請求項4記載の走査プローブ顕微鏡において、
前記探針と前記試料との間の電位差は、前記力検出器からの出力信号が入力される電位差制御部により制御されることを特徴とする走査プローブ顕微鏡。 - 請求項5記載の走査プローブ顕微鏡において、
前記電位差制御部は、
前記力検出器の出力信号から前記交流電圧源の周波数成分を検出する第一のロックインアンプと、
前記第一のロックインアンプからの出力がゼロとなるように前記直流電圧源の出力を制御する第一の制御系と、を備えることを特徴とする走査プローブ顕微鏡。 - 強磁性体の探針を用いて試料の表面の磁気力分布を測定する走査プローブ顕微鏡において、
前記探針を前記試料の表面に対して面内方向および垂直方向への相対的な移動手段、
前記探針を振動させる励振器、
前記探針に印加される力を検出する力検出器、
前記探針に交流電圧を印加する交流電圧源、
前記探針に直流電圧を印加する直流電圧源、
前記力検出器の出力信号から前記交流電圧源の周波数成分を検出する第一のロックインアンプ、
前記第一のロックインアンプからの出力がゼロとなるように前記直流電圧源の出力を制御する第一の制御系、
前記力検出器の出力信号から前記交流電圧源の二倍周波数成分を検出する第二のロックインアンプ、
前記第二のロックインアンプからの出力が一定値となるように前記移動手段を垂直方向に制御する第二の制御系、
前記力検出機の出力信号と前記励振器の励振信号の位相を比較する位相比較器、
前記移動手段を面内方向に移動させながら前記第二のロックインアンプの出力及び前記位相比較器の出力を取得する制御装置、
および、前記制御装置で取得した前記第二のロックインアンプの出力および前記位相比較器の出力を前記移動手段の面内方向の位置に対応させて表示する表示装置、
を具備することを特徴とする走査プローブ顕微鏡。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9261532B1 (en) | 2014-07-31 | 2016-02-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Conductive atomic force microscope and method of operating the same |
KR102059658B1 (ko) * | 2017-10-17 | 2019-12-26 | 포항공과대학교 산학협력단 | 2차 고조파를 이용한 초고해상도 광활성 원자 현미경 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0666903A (ja) * | 1992-08-19 | 1994-03-11 | Seiko Instr Inc | 磁気力顕微鏡 |
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WO2010013628A1 (ja) * | 2008-08-01 | 2010-02-04 | 株式会社日立製作所 | 膜厚評価装置および膜厚評価方法 |
-
2010
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JP5579516B2 (ja) | 2014-08-27 |
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