JP2022063163A - 走査型プローブ顕微鏡 - Google Patents
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Abstract
Description
試料が載置される試料ステージと、
基端が固定され先端に探針が設けられたカンチレバーと、
前記試料ステージと前記基端の間の距離を変化させる移動機構と、
前記カンチレバーを予め決められた周波数及び振幅で振動させる励振部と、
前記基端に対する探針の変位を検出する変位検出器と、
前記励振部により前記カンチレバーを励振させた状態で所定時間、前記探針の変位を検出する処理を、前記試料ステージと前記基端の間の距離が異なる複数の位置で実行するという測定動作を、前記試料に予め設定された複数の測定点のそれぞれにおいて実行する測定制御部と、
前記複数の測定点のそれぞれにおいて、前記複数の位置のそれぞれにおける前記所定時間内での前記探針の変位に基づいて前記カンチレバーの撓み量を求めることにより前記試料の表面形状の情報を取得する表面形状情報取得部と、
前記複数の測定点のそれぞれにおいて、前記複数の位置のそれぞれにおける前記所定時間内での前記探針の変位に基づいて、該変位の振幅の大きさ又は位相の変化量を求めることにより前記試料の表面に垂直な方向の電位の分布の情報を取得する電位情報取得部と
を備える。
上述した複数の例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
一態様に係る走査型プローブ顕微鏡は、
試料が載置される試料ステージと、
基端が固定され先端に探針が設けられたカンチレバーと、
前記試料ステージと前記基端の間の距離を変化させる移動機構と、
前記カンチレバーを予め決められた周波数及び振幅で振動させる励振部と、
前記基端に対する探針の変位を検出する変位検出器と、
前記励振部により前記カンチレバーを励振させた状態で所定時間、前記探針の変位を検出する処理を、前記試料ステージと前記基端の間の距離が異なる複数の位置で実行するという測定動作を、前記試料に予め設定された複数の測定点のそれぞれにおいて実行する測定制御部と、
前記複数の測定点のそれぞれにおいて、前記複数の位置のそれぞれにおける前記所定時間内での前記探針の変位に基づいて前記カンチレバーの撓み量を求めることにより前記試料の表面形状の情報を取得する表面形状情報取得部と、
前記複数の測定点のそれぞれにおいて、前記複数の位置のそれぞれにおける前記所定時間内での前記探針の変位に基づいて、該変位の振幅の大きさ又は位相の変化量を求めることにより前記試料表面に垂直な方向の電位の分布の情報を取得する電位情報取得部と
を備える。
第1項に記載の走査型プローブ顕微鏡において、
前記予め決められた周波数が前記カンチレバーの共振周波数である。
第1項又は第2項に記載の走査型プローブ顕微鏡において、さらに、
前記試料表面からの距離を指定する入力に応じて、前記複数の測定点における当該距離の電位を読み出し、各測定点を1画素単位として異なる電位を識別可能なマッピング画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部により生成された画像を表示する表示処理部と
を備える。
第1項から第3項のいずれかに記載の走査型プローブ顕微鏡において、さらに、
前記試料ステージからの距離を指定する入力に応じて、前記複数の測定点における当該距離の電位を読み出し、各測定点を1画素単位として異なる電位を識別可能なマッピング画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部により生成された画像を表示する表示処理部と
を備える。
第1項から第4項のいずれかに記載の走査型プローブ顕微鏡において、さらに、
電位の大きさを指定する入力に応じて、前記複数の測定点における当該電位を有する高さを読み出し、各測定点を1画素単位として異なる高さを識別可能なマッピング画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部により生成された画像を表示する表示処理部と
を備える。
第1項から第5項のいずれかに記載の走査型プローブ顕微鏡において、さらに、
前記複数の測定点のそれぞれにおいて、前記複数の位置のそれぞれにおける前記カンチレバーの撓み量に基づいてフォースカーブを作成するフォースカーブ作成部
を備える。
第6項に記載の走査型プローブ顕微鏡において、さらに、
前記複数の測定点のいずれかを指定する入力に応じて、該指定された測定点における前記試料表面に垂直な方向の電位の分布とフォースカーブの両方を表示する表示処理部
を備える。
10…試料
11…試料ステージ
12…ステージ移動機構
13…XY方向駆動部
14…Z方向駆動部
15…カンチレバー
151…反射面
16…探針
17…変位検出部
171…レーザ光源
172…ミラー
173…光検出器
181…増幅器
182…ロックイン検出器
19…交流電源
2…制御・処理部
21…記憶部
3…制御・処理プログラム
31…測定点設定部
32…測定制御部
33…フォースカーブ作成部
34…表面形状情報取得部
35…電位情報取得部
36…ボリュームデータ作成部
37…表示条件入力受付部
38…画像生成部
39…表示処理部
41…入力部
42…表示部
Claims (7)
- 試料が載置される試料ステージと、
基端が固定され先端に探針が設けられたカンチレバーと、
前記試料ステージと前記基端の間の距離を変化させる移動機構と、
前記カンチレバーを予め決められた周波数及び振幅で振動させる励振部と、
前記基端に対する探針の変位を検出する変位検出器と、
前記励振部により前記カンチレバーを励振させた状態で所定時間、前記探針の変位を検出する処理を、前記試料ステージと前記基端の間の距離が異なる複数の位置で実行するという測定動作を、前記試料に予め設定された複数の測定点のそれぞれにおいて実行する測定制御部と、
前記複数の測定点のそれぞれにおいて、前記複数の位置のそれぞれにおける前記所定時間内での前記探針の変位に基づいて前記カンチレバーの撓み量を求めることにより前記試料の表面形状の情報を取得する表面形状情報取得部と、
前記複数の測定点のそれぞれにおいて、前記複数の位置のそれぞれにおける前記所定時間内での前記探針の変位に基づいて、該変位の振幅の大きさ又は位相の変化量を求めることにより前記試料表面に垂直な方向の電位の分布の情報を取得する電位情報取得部と
を備える走査型プローブ顕微鏡。 - 前記予め決められた周波数が前記カンチレバーの共振周波数である、請求項1に記載の走査型プローブ顕微鏡。
- さらに、
前記試料表面からの距離を指定する入力に応じて、前記複数の測定点における当該距離の電位を読み出し、各測定点を1画素単位として異なる電位を識別可能なマッピング画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部により生成された画像を表示する表示処理部と
を備える、請求項1又は2に記載の走査型プローブ顕微鏡。 - さらに、
前記試料ステージからの距離を指定する入力に応じて、前記複数の測定点における当該距離の電位を読み出し、各測定点を1画素単位として異なる電位を識別可能なマッピング画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部により生成された画像を表示する表示処理部と
を備える、請求項1又は2に記載の走査型プローブ顕微鏡。 - さらに、
電位の大きさを指定する入力に応じて、前記複数の測定点における当該電位を有する高さを読み出し、各測定点を1画素単位として異なる高さを識別可能なマッピング画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部により生成された画像を表示する表示処理部と
を備える、請求項1又は2に記載の走査型プローブ顕微鏡。 - さらに、
前記複数の測定点のそれぞれにおいて、前記複数の位置のそれぞれにおける前記カンチレバーの撓み量に基づいてフォースカーブを作成するフォースカーブ作成部
を備える、請求項1から5のいずれかに記載の走査型プローブ顕微鏡。 - さらに、
前記複数の測定点のいずれかを指定する入力に応じて、該指定された測定点における前記試料表面に垂直な方向の電位の分布とフォースカーブの両方を表示する測定点情報表示部
を備える、請求項1から6のいずれかに記載の走査型プローブ顕微鏡。
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