JP2571625B2 - Scanning tunnel microscope - Google Patents

Scanning tunnel microscope

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JP2571625B2
JP2571625B2 JP1154136A JP15413689A JP2571625B2 JP 2571625 B2 JP2571625 B2 JP 2571625B2 JP 1154136 A JP1154136 A JP 1154136A JP 15413689 A JP15413689 A JP 15413689A JP 2571625 B2 JP2571625 B2 JP 2571625B2
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正志 岩槻
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、試料に探針を近付けてトンネル電流を検出
して試料表面の凹凸像を画像表示装置に表示する走査形
トンネル顕微鏡に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning tunneling microscope for detecting a tunnel current by bringing a probe close to a sample and displaying an uneven image of the sample surface on an image display device.

[従来の技術] 探針先端の原子と試料の原子の電子雲とが重なり合う
nmオーダーまで探針の先端と試料の先端を試料表面に近
付け、この状態で探針と試料との間にバイアス電圧をか
けるトンネル電流が流れる。このトンネル電流は、特
に、探針と試料との間の距離に敏感であるため、トンネ
ル電流の大きさを測定することにより試料と探針との間
の距離を超精密測定することができる。
[Prior Art] The atom cloud at the tip of the probe and the electron cloud of the sample atoms overlap
The tip of the probe and the tip of the sample are brought close to the sample surface to the order of nm, and in this state, a tunnel current for applying a bias voltage flows between the probe and the sample. Since the tunnel current is particularly sensitive to the distance between the probe and the sample, the distance between the sample and the probe can be measured very precisely by measuring the magnitude of the tunnel current.

走査形トンネル顕微鏡(STM)は、上記トンネル電流
が一定になるように探針の高さを制御しながら、探針を
水平方向に走査したときの探針の高さの軌跡により各試
料表面の凹凸形状を観察するものであり、表面原子配列
を観察する上で注目されている顕微鏡装置である。
The scanning tunneling microscope (STM) controls the height of the probe so that the tunnel current is constant, and uses the locus of the height of the probe when the probe is scanned in the horizontal direction to measure the surface of each sample. This is a microscope apparatus for observing the uneven shape and attracting attention for observing the surface atomic arrangement.

[発明が解決しようとする課題] 上述したような構成による走査形トンネル顕微鏡は、
種々の試料の表面像の観察において、広範に利用し得
る。
[Problem to be Solved by the Invention] The scanning tunneling microscope having the above-described configuration is
It can be widely used in observation of surface images of various samples.

ところで、探針を試料の凹凸に応じて試料面と垂直な
面(z方向)に移動させるために圧電素子などが利用さ
れている。この圧電素子は電圧を印加されることによっ
て伸縮するわけであるが、圧電素子の正常な伸縮動作が
可能な範囲には一定の限界がある。それは例えば、±50
0Vの印加電圧に対応した±1ηm乃至±1.2ηm程度の
伸縮量の範囲である。この範囲を越えると、圧電素子は
破壊してしまったり、圧電素子への印加電圧の絶対値を
増加させても伸縮量が飽和するなどして望ましい応答が
得られなくなったりする。従って従来においては、圧電
素子は自然長に近い状態、即ち、圧電素子への印加電圧
が0Vである状態の中心として駆動するように配慮するよ
うにしている。しかしながら、試料表面全体が傾斜して
いる場合などにおいては、試料との間に流れるトンネル
電流を一定に維持するために圧電素子に課せられる伸縮
には、試料表面の凹凸によるものに試料表面全体の傾斜
によるものが加えられるため、圧電素子は正常な伸縮動
作範囲を越えて駆動させてしまうことが生じる。このよ
うな場合、圧電素子を破壊してしまったり、圧電素子が
破壊されないままでも、圧電素子が正常に応答できない
ことによる誤差の混入した像を本来の像と誤認してしま
う。
Incidentally, a piezoelectric element or the like is used to move the probe in a plane (z direction) perpendicular to the sample surface according to the unevenness of the sample. This piezoelectric element expands and contracts when a voltage is applied, but there is a certain limit to the range in which the piezoelectric element can normally expand and contract. It is, for example, ± 50
The range is ± 1ηm to ± 1.2ηm, corresponding to the applied voltage of 0V. Beyond this range, the piezoelectric element is destroyed, and even if the absolute value of the voltage applied to the piezoelectric element is increased, the desired response cannot be obtained because the amount of expansion and contraction is saturated. Therefore, in the related art, consideration is made so that the piezoelectric element is driven in a state close to its natural length, that is, in a state where the voltage applied to the piezoelectric element is 0 V. However, when the entire sample surface is inclined, for example, the expansion and contraction imposed on the piezoelectric element in order to maintain a constant tunnel current flowing between the sample and the sample includes the unevenness of the sample surface due to the unevenness of the sample surface. Since the inclination is added, the piezoelectric element may be driven beyond the normal expansion and contraction operation range. In such a case, even if the piezoelectric element is destroyed or the piezoelectric element is not destroyed, an image containing an error due to the failure of the piezoelectric element to respond normally is erroneously recognized as an original image.

本発明はこのような従来の問題を解決し、Z駆動電圧
素子が正常な伸縮動作範囲にあるか否かを監視すること
ができ、それによりZ駆動圧電素子の破壊を防ぎ得ると
共に、Z駆動圧電素子が正常な伸縮動作範囲を逸脱して
劣化したトンネル顕微鏡像を本来の像と誤認することを
防ぎ得る走査形トンネル顕微鏡を提供することを目的と
している。
The present invention solves such a conventional problem and can monitor whether the Z drive voltage element is in a normal expansion / contraction operation range, thereby preventing the Z drive piezoelectric element from being broken, It is an object of the present invention to provide a scanning tunnel microscope that can prevent a tunnel microscope image in which a piezoelectric element deviates from a normal expansion and contraction operation range and is degraded as an original image.

[課題を解決するための手段] 第1の本発明は、試料面との高さを変えるZ方向に探
針を駆動するZ軸方向駆動手段と、探針を試料面に対し
て相対的に2次元走査するための手段と、探針と試料間
に流れるトンネル電流を一定に維持するように前記Z軸
方向駆動手段を制御するための制御手段と、該制御手段
の制御量に基づいて試料表面の凹凸像を表示する画像表
示手段と、前記Z軸方向駆動手段の可動範囲に対応する
該Z軸方向駆動手段への供給駆動信号の範囲を該画像表
示手段に前記凹凸像と共に表示するための手段と、前記
Z軸方向駆動手段へ供給される駆動信号を前記凹凸像及
びZ軸方向駆動手段への供給駆動信号の範囲の表示と共
に前記画像表示手段に波形表示するための手段を備える
走査形トンネル顕微鏡を特徴としている。
Means for Solving the Problems According to a first aspect of the present invention, a Z-axis direction driving unit that drives a probe in a Z direction that changes the height with respect to a sample surface, and moves the probe relatively to the sample surface. Means for two-dimensional scanning; control means for controlling the Z-axis direction driving means so as to maintain a constant tunnel current flowing between the probe and the sample; and a sample based on the control amount of the control means. Image display means for displaying a surface unevenness image, and a range of a drive signal supplied to the Z-axis direction drive means corresponding to a movable range of the Z-axis direction drive means, for displaying together with the unevenness image on the image display means. And scanning means for displaying a waveform of the driving signal supplied to the Z-axis direction driving means on the image display means together with the display of the uneven image and the range of the driving signal supplied to the Z-axis direction driving means. It is characterized by a shaped tunnel microscope.

また、第2の本発明は、試料面との高さを変えるZ方
向に探針を駆動するZ軸方向駆動手段と、探針を試料面
に対して相対的に2次元走査するための手段と、探針と
試料間に流れるトンネル電流を一定に維持するように前
記Z軸方向駆動手段を制御するための制御手段と、該制
御手段の制御量に基づいて試料表面の凹凸像を表示する
画像表示手段と、前記トンネル電流を前記凹凸像と共に
前記画像表示手段に前記探針の走査に伴い経時的に表示
するための手段を備える走査形トンネル顕微鏡を特徴と
している。
Further, a second invention provides a Z-axis direction driving means for driving a probe in a Z direction which changes the height with respect to a sample surface, and a means for two-dimensionally scanning the probe relative to the sample surface. A control means for controlling the Z-axis direction driving means so as to keep a tunnel current flowing between the probe and the sample constant; and displaying an uneven image of the sample surface based on a control amount of the control means. A scanning tunnel microscope comprising image display means and means for displaying the tunnel current together with the concave-convex image on the image display means with the scanning of the probe over time.

[実施例] 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第
1図は本発明の一実施例による走査形トンネル顕微鏡の
構成を示す図、第2図はラインプロファイルの表示例を
説明するための図、第3図は試料像及びラインプロファ
イルの画像表示状態を示す図である。第1図において、
1は試料、2は探針、3はバイアス電源、4x,4y,4zは圧
電素子、5はスキャンジエネレータ、6x,6y,6zは圧電素
子駆動高圧回路、7はI/V増幅器、8はログアンプ、9
はコンパレータ、10はインデクレータ、11はイメージ増
幅器、12は波形モニタ回路、13は画像表示装置である。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing a configuration of a scanning tunneling microscope according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view for explaining a display example of a line profile, and FIG. 3 is an image display state of a sample image and a line profile. FIG. In FIG.
1 is a sample, 2 is a probe, 3 is a bias power source, 4x, 4y, 4z are piezoelectric elements, 5 is a scan generator, 6x, 6y, 6z are piezoelectric element driving high voltage circuits, 7 is an I / V amplifier, and 8 is Log amp, 9
Is a comparator, 10 is an indexer, 11 is an image amplifier, 12 is a waveform monitor circuit, and 13 is an image display device.

圧電素子4x,4y,4zは夫々X軸、Y軸、Z軸を駆動する
3次元スキャナーを構成するものであり、スキャンジェ
ネレータ5は探針2及び画像表示装置12の走査信号を発
生するものである。圧電素子駆動高圧回路6x,6yは、ス
キャンジェネレータ5で発生した走査信号にしたがって
3次元スキャナーの圧電素子4x,4yを駆動するものであ
り、圧電素子駆動高圧回路6zは、インテグレータ10の出
力により3次元スキャナーの圧電素子4zを駆動するもの
である。試料に接続された初段のI/V増幅器7は、トン
ネル電流Itを電圧に変換し更に増幅するものであり、そ
の次の段に接続されたログアンプ8はI/V増幅器7の出
力信号が探針の高さに対して線形に対応するように信号
変換(線形比)を行うものである。コンパレータ9は、
ログアンプ8の出力値をトンネル電流の設定値に対応す
る基準値(DC Source)と比較するものであり、インテ
グレータ10は、コンペレータ9の出力を積分し、この出
力を3次元スキャナーのZ軸圧電素子4zに対する制御値
とするものである。このようにI/V増幅器7、ログアン
プ8、コンパレータ9、インテグレータ10を通してトン
ネル電流ItをZ軸圧電素子駆動高圧発生回路6zへフィー
トバックし、3次元スキャナーのZ軸圧電素子4zを制御
することによって、探針2の高さを制御しトンネル電流
Itを一定にしている。
The piezoelectric elements 4x, 4y, and 4z constitute a three-dimensional scanner that drives the X axis, the Y axis, and the Z axis, respectively. The scan generator 5 generates scanning signals for the probe 2 and the image display device 12. is there. The piezoelectric element driving high voltage circuits 6x and 6y drive the piezoelectric elements 4x and 4y of the three-dimensional scanner according to the scanning signal generated by the scan generator 5, and the piezoelectric element driving high voltage circuit 6z It drives the piezoelectric element 4z of the dimensional scanner. The first stage I / V amplifier 7 connected to the sample converts the tunnel current It into a voltage and further amplifies it. The log amplifier 8 connected to the next stage outputs the output signal of the I / V amplifier 7. Signal conversion (linear ratio) is performed so as to correspond linearly to the height of the probe. Comparator 9
The output value of the log amplifier 8 is compared with a reference value (DC Source) corresponding to the set value of the tunnel current. The integrator 10 integrates the output of the comparator 9 and uses this output as the Z-axis piezoelectric force of the three-dimensional scanner. This is a control value for the element 4z. In this way, the tunnel current It is fed back to the Z-axis piezoelectric element driving high voltage generating circuit 6z through the I / V amplifier 7, the log amplifier 8, the comparator 9, and the integrator 10 to control the Z-axis piezoelectric element 4z of the three-dimensional scanner. The height of the probe 2 to control the tunnel current
It is constant.

上述のような構成において、本発明は、波形モニタ回
路12を設け、該波形モニタ回路12に入力された信号を画
像表示装置13に供給し、試料表面の凹凸像(走査トンネ
ル顕微鏡)と共に入力信号をラインプロファイル表示す
る。この波形モニタ回路12に入力される信号としては、
コンパレータ9の出力信号、インテグレータ10の出力信
号、イメージ増幅器11の出力信号などがある。第2図
(a)は波形モニタ回路12に供給されたイメージ増幅器
11の出力信号に基づいて得られた波形であり、該波形か
らは試料凹凸に関する高さ方向の情報が得られる。ここ
で、イメージ増幅器11の出力信号は、画像表示装置13に
も供給されており、該画像表示装置に供給された信号は
輝度変調されると共に、スキャンジェネレータ5からの
走査信号により、画像表示装置において2次元の試料表
面像として画像表示される。
In the configuration described above, the present invention provides a waveform monitor circuit 12, supplies a signal input to the waveform monitor circuit 12 to an image display device 13, and inputs an input signal together with an uneven image (scanning tunnel microscope) of the sample surface. Is displayed in the line profile. The signals input to the waveform monitor circuit 12 include:
There are an output signal of the comparator 9, an output signal of the integrator 10, an output signal of the image amplifier 11, and the like. FIG. 2 (a) shows the image amplifier supplied to the waveform monitor circuit 12.
This is a waveform obtained based on the output signal of No. 11, and from this waveform, information on the sample unevenness in the height direction can be obtained. Here, the output signal of the image amplifier 11 is also supplied to the image display device 13, and the signal supplied to the image display device is luminance-modulated, and the image display device 13 is scanned by the scan signal from the scan generator 5. Is displayed as a two-dimensional sample surface image.

また、第2図(b)は波形モニタ回路12に供給された
インテグレータ10の出力信号に基づいて表示装置13に表
示された他の波形の表示例を示している。第2図(b)
に示す表示例において、中心線の上下に表示されている
破線が3次元スキャナーの圧電素子4zの正常な伸縮動作
範囲の上限と下限を示している。この実施例ではこれら
限界は±500Vの印加電圧に対応した±1μm乃至±1.2
μm程度の伸縮量に対応している。そして、この正常な
伸縮動作範囲の表示に重畳して前記インテグレータ10の
出力信号に基づいて得られる圧電素子4zへの印加電圧が
波形表示されている。この波形は、探針2による走査に
伴って経時的に変化する3次元スキャナの圧電素子4zの
駆動状態(伸縮状態)と対応している。
FIG. 2B shows a display example of another waveform displayed on the display device 13 based on the output signal of the integrator 10 supplied to the waveform monitor circuit 12. FIG. 2 (b)
In the display example shown in FIG. 7, broken lines displayed above and below the center line indicate the upper and lower limits of the normal expansion and contraction operation range of the piezoelectric element 4z of the three-dimensional scanner. In this embodiment, these limits are from ± 1 μm to ± 1.2 corresponding to an applied voltage of ± 500V.
It corresponds to the expansion and contraction amount of about μm. The waveform of the voltage applied to the piezoelectric element 4z obtained based on the output signal of the integrator 10 is superimposed on the display of the normal telescopic operation range. This waveform corresponds to the driving state (expanded state) of the piezoelectric element 4z of the three-dimensional scanner that changes with time according to the scanning by the probe 2.

操作者が探針2による試料面の走査の開始を指示する
と、表示装置13には試料のトンネル走査像が表示されて
来る。一方、探針2による走査に伴って表示装置13の表
示画面下部には、第2図(b)で拡大して示すように、
走査に伴う圧電素子4zの駆動状態(伸縮状態)を示す圧
電素子4zへの印加電圧波形が表示されるため、この表示
を監視することにより、圧電素子4zが正常な伸縮動作範
囲を逸脱するか否かを監視しながら走査形トンネル顕微
鏡像の観察を行うことができる。そして、試料表面全体
の傾斜が大きい等の原因で、圧電素子4zが良好な伸縮動
作範囲から逸脱するようであれば、探針2による走査を
停止させて試料の設定をやり直した後、再度観察を開始
するようにする。このようにすれば、圧電素子4zの破壊
を防ぐことができると共に、圧電素子4zが良好な伸縮動
作状態を外れた場合に得られる誤差の混入した像を本来
の像と誤認するような事態も防ぎ得る。
When the operator instructs the probe 2 to start scanning the sample surface, the display device 13 displays a tunnel scan image of the sample. On the other hand, the lower part of the display screen of the display device 13 along with the scanning by the probe 2 is enlarged as shown in FIG.
Since a voltage waveform applied to the piezoelectric element 4z indicating the driving state (expanded / retracted state) of the piezoelectric element 4z during scanning is displayed, by monitoring this display, it is determined whether the piezoelectric element 4z deviates from the normal expansion / contraction operation range. The observation of the scanning tunneling microscope image can be performed while monitoring whether or not the image is observed. If the piezoelectric element 4z deviates from a favorable range of expansion and contraction due to a large inclination of the entire surface of the sample, the scanning by the probe 2 is stopped, the sample is set again, and the observation is performed again. To start. In this way, it is possible to prevent the piezoelectric element 4z from being destroyed, and there is also a situation where an image containing an error obtained when the piezoelectric element 4z deviates from a favorable expansion / contraction operation state is mistaken for an original image. Can be prevented.

更に第2図(c)は波形モニター回路12に供給された
コンパレータ9の出力信号に基づいて得られた他の波形
の表示例を示したものである。この第2図(c)に示す
表示においては、探針2による走査に伴うトンネル電流
の変化を経時的に表示している。このトンネル電流はト
ンネル電極が一定に維持されるようにZ軸圧電素子駆動
高圧回路6zが制御されているため、正常な動作では殆ど
時間的変化をせずに一定に維持される。しかしながら、
もし圧電素子4zが正常な伸縮動作範囲から逸脱すると、
トンネル電流を一定に維持させるための圧電素子4zの伸
縮が不可能になるためトンネル電流はそれまでの一定値
から増加または減少して目立ったズレを生ずることにな
る。そこで、操作者はこの第2図(c)の表示を監視す
ることによっても、圧電素子4zが正常な伸縮動作範囲に
あるのか否かを知ることができ、それにより第2図
(b)に示した実施例と同様の効果を達成することがで
きる。
FIG. 2 (c) shows a display example of another waveform obtained based on the output signal of the comparator 9 supplied to the waveform monitor circuit 12. In the display shown in FIG. 2C, a change in the tunnel current accompanying the scanning by the probe 2 is displayed with time. Since the Z-axis piezoelectric element driving high voltage circuit 6z is controlled so that the tunnel electrode is kept constant, the tunnel current is kept constant with almost no temporal change in a normal operation. However,
If the piezoelectric element 4z deviates from the normal telescopic operation range,
Since the expansion and contraction of the piezoelectric element 4z for maintaining the tunnel current constant becomes impossible, the tunnel current increases or decreases from a constant value up to that point, causing a noticeable shift. Thus, the operator can also know whether or not the piezoelectric element 4z is in the normal expansion / contraction operation range by monitoring the display in FIG. 2 (c), and as a result, as shown in FIG. 2 (b). The same effects as in the illustrated embodiment can be achieved.

なお、第3図は走査形トンネル顕微鏡を表示している
表示装置13の表示画面下部に第2図(a)、第2図
(b)、第2図(c)を用いて説明した各波形を並べて
表示した例を示したものである。この表示例によれば、
トンネル顕微鏡像との対応が容易にできる長所がある。
FIG. 3 shows the waveforms described with reference to FIGS. 2 (a), 2 (b) and 2 (c) below the display screen of the display device 13 displaying the scanning tunneling microscope. Are displayed side by side. According to this display example,
There is an advantage that correspondence with a tunnel microscope image can be easily made.

なお、上述した実施例における、波形モニタ回路12の
各出力信号を用いれば、粗動機構等、走査形トンネル顕
微鏡自体を自動的に操作・制御することも可能である。
In addition, if each output signal of the waveform monitor circuit 12 in the above-described embodiment is used, it is also possible to automatically operate and control the scanning tunnel microscope itself such as a coarse movement mechanism.

[発明の効果] 第1の本発明によれば、前記Z軸方向駆動手段の可動
範囲に対応する該Z軸方向駆動手段への供給駆動信号の
範囲を該画像表示手段に前記凹凸像と共に表示するため
の手段と、前記Z軸方向駆動手段へ供給される駆動信号
を前記凹凸像及びZ軸方向駆動手段への供給駆動信号の
範囲の表示と共に前記画像表示手段に波形表示するため
の手段を備えているため、探針による試料走査に伴って
Z軸方向駆動手段が正常な伸縮動作範囲を逸脱するか否
かを監視することができ、それによりZ方向駆動手段の
破壊を防ぐことができると共に、Z駆動圧電素子が正常
な伸縮動作範囲を逸脱して劣化したトンネル顕微鏡を本
来の像と誤認することを防ぎ得る。
According to the first aspect of the present invention, the range of the drive signal supplied to the Z-axis direction drive unit corresponding to the movable range of the Z-axis direction drive unit is displayed on the image display unit together with the uneven image. And a means for displaying a waveform of the drive signal supplied to the Z-axis direction drive means on the image display means together with the display of the uneven image and the range of the drive signal supplied to the Z-axis direction drive means. With this arrangement, it is possible to monitor whether or not the Z-axis direction driving means deviates from a normal expansion / contraction operation range as the sample is scanned by the probe, thereby preventing the Z-direction driving means from being destroyed. At the same time, it is possible to prevent a tunnel microscope in which the Z-drive piezoelectric element has deviated from the normal expansion / contraction operation range and has been degraded as an original image.

また、第2の本発明によれば、前記トンネル電流を前
記凹凸像と共に前記画像表示手段に表示するための手段
を備えているため、トンネル電流が一定に維持されるよ
うに前記Z軸方向駆動手段を制御手段により制御したも
とで、トンネル電流が一定値からズレれば、Z駆動圧電
素子が正常な伸縮動作範囲から逸脱したことを知ること
ができ、この発明によっても第1の発明と同様の効果を
達成することができる。
Further, according to the second aspect of the present invention, since there is provided a means for displaying the tunnel current together with the uneven image on the image display means, the driving in the Z-axis direction is performed so that the tunnel current is kept constant. If the tunnel current deviates from a certain value under the control of the means by the control means, it is possible to know that the Z-drive piezoelectric element has deviated from the normal expansion / contraction operation range. A similar effect can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例による走査形トンネル顕微鏡
の構成を示す図、第2図はラインプロファイルの表示例
を説明するための図、第3図は試料像及びラインプロフ
ァイルの画像表示状態を示す図である。 1:試料、2:探針 3:バイアス電源 4x,4y,4z:圧電素子 5:スキャンジェネレータ 6x,6y,6z:圧電素子駆動高圧回路 7:I/V増幅器、8:ログアンプ 9:コンパレータ、10:インテグレータ 11:イメージ増幅器、12:波形モニタ回路 13:画像表示装置
FIG. 1 is a view showing a configuration of a scanning tunneling microscope according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view for explaining a display example of a line profile, and FIG. 3 is an image display state of a sample image and a line profile. FIG. 1: sample, 2: probe 3: bias power supply 4x, 4y, 4z: piezoelectric element 5: scan generator 6x, 6y, 6z: piezoelectric element driving high voltage circuit 7: I / V amplifier, 8: log amplifier 9: comparator, 10: Integrator 11: Image amplifier, 12: Waveform monitor circuit 13: Image display device

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】試料面との高さを変えるZ方向に探針を駆
動するZ軸方向駆動手段と、探針を試料面に対して相対
的に2次元走査するための手段と、探針と試料間に流れ
るトンネル電流を一定に維持するように前記Z軸方向駆
動手段を制御するための制御手段と、該制御手段の制御
量に基づいて試料表面の凹凸像を表示する画像表示手段
と、前記Z軸方向駆動手段の可動範囲に対応する該Z軸
方向駆動手段への供給駆動信号の範囲を該画像表示手段
に前記凹凸像と共に表示するための手段と、前記Z軸方
向駆動手段へ供給される駆動信号を前記凹凸像及びZ軸
方向駆動手段への供給駆動信号の範囲の表示と共に前記
画像表示手段に波形表示するための手段を備える走査形
トンネル顕微鏡。
1. Z-axis direction driving means for driving a probe in a Z direction which changes the height from a sample surface, means for two-dimensionally scanning the probe relative to the sample surface, and a probe A control unit for controlling the Z-axis direction driving unit so as to maintain a constant tunnel current flowing between the sample and the sample unit; and an image display unit for displaying an uneven image of the sample surface based on a control amount of the control unit. A means for displaying a range of a drive signal supplied to the Z-axis direction driving means corresponding to a movable range of the Z-axis direction driving means together with the uneven image on the image display means; A scanning tunnel microscope comprising means for displaying a waveform of the supplied drive signal on the image display means together with the display of the range of the supplied drive signal to the uneven image and the Z-axis direction drive means.
【請求項2】試料面との高さを変えるZ方向に探針を駆
動するZ軸方向駆動手段と、探針を試料面に対して相対
的に2次元走査するための手段と、探針と試料間に流れ
るトンネル電流を一定に維持するように前記Z軸方向駆
動手段を制御するための制御手段と、該制御手段の制御
量に基づいて試料表面の凹凸像を表示する画像表示手段
と、前記トンネル電流を前記凹凸像と共に前記画像表示
手段に前記探針の走査に伴い経時的に表示するための手
段を備える走査形トンネル顕微鏡。
2. A Z-axis direction driving means for driving a probe in a Z direction changing a height with respect to a sample surface, a means for two-dimensionally scanning the probe relative to the sample surface, and a probe. A control unit for controlling the Z-axis direction driving unit so as to maintain a constant tunnel current flowing between the sample and the sample unit; and an image display unit for displaying an uneven image of the sample surface based on a control amount of the control unit. A scanning tunnel microscope comprising means for displaying the tunnel current together with the concave and convex image on the image display means over time as the probe scans.
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