JP3022648B2 - Scanning probe microscope - Google Patents

Scanning probe microscope

Info

Publication number
JP3022648B2
JP3022648B2 JP3236560A JP23656091A JP3022648B2 JP 3022648 B2 JP3022648 B2 JP 3022648B2 JP 3236560 A JP3236560 A JP 3236560A JP 23656091 A JP23656091 A JP 23656091A JP 3022648 B2 JP3022648 B2 JP 3022648B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample
light
actuator
probe
illumination
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP3236560A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0571949A (en
Inventor
孝夫 岡田
和広 守田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optic Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optic Co Ltd filed Critical Olympus Optic Co Ltd
Priority to JP3236560A priority Critical patent/JP3022648B2/en
Publication of JPH0571949A publication Critical patent/JPH0571949A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3022648B2 publication Critical patent/JP3022648B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、探針(プローブ)を用
いて試料表面を走査し、表面の各点で測定したトンネル
電流や原子間力・磁気力と各点の位置情報とに基づいて
試料表面の画像を構築する走査型プローブ顕微鏡に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for scanning a sample surface using a probe, based on tunnel current, atomic force and magnetic force measured at each point on the surface, and positional information of each point. A scanning probe microscope for constructing an image of a sample surface by scanning.

【0002】[0002]

【従来の技術】このような走査型プローブ顕微鏡として
は、走査型トンネル顕微鏡(STM)や原子間力顕微鏡
(AFM)・磁気力顕微鏡(MFM)などがある。
2. Description of the Related Art Such scanning probe microscopes include a scanning tunneling microscope (STM), an atomic force microscope (AFM) and a magnetic force microscope (MFM).

【0003】STMは従来の顕微鏡とは異なって、試料
内に束縛されている電子を検出することが可能で、原子
配列を実空間で観察できる極めて特徴的な表面観察装置
として最近注目されている。STMでは、探針と試料と
の間に電圧(トンネル電圧)を印加し、探針先端の原子
と試料表面の原子の電子雲がわずかに重なる程度までZ
方向アクチュエーターを用いて探針を試料表面に近づけ
て両者間にトンネル電流を流す。そして、トンネル電流
を一定に保つようにZ方向アクチュエーターを用いて探
針の高さ(Z方向)位置をサーボ制御しながら、XY方
向アクチュエーターを用いて探針と試料とを相対的に面
方向(XY方向)に移動させて二次元走査を行なう。こ
のときのZ方向アクチュエーターのサーボ電圧を表面の
位置情報に同期させて読み取り、画像表示することによ
り試料の表面観察を行なう。
[0003] Unlike a conventional microscope, the STM is capable of detecting electrons bound in a sample, and is recently attracting attention as a very characteristic surface observation device capable of observing an atomic arrangement in real space. . In the STM, a voltage (tunnel voltage) is applied between the probe and the sample, and Z is adjusted so that the electron cloud of atoms at the tip of the probe and atoms on the surface of the sample slightly overlap.
The probe is brought close to the sample surface using a directional actuator, and a tunnel current is caused to flow between them. Then, while the height (Z direction) of the probe is servo-controlled using a Z-direction actuator so as to keep the tunnel current constant, the probe and the sample are relatively moved in the plane direction (XY direction) using the XY-direction actuator. (XY directions) to perform two-dimensional scanning. At this time, the servo voltage of the Z-direction actuator is read in synchronization with the position information on the surface, and the surface of the sample is observed by displaying an image.

【0004】トンネル電流JTは、探針と試料の仕事関
数の平均をφ、探針と試料との間の距離をSとすると次
式で表される。
The tunnel current J T is represented by the following equation, where φ is the average of the work functions of the probe and the sample, and S is the distance between the probe and the sample.

【0005】JT=k・exp(−A・φ1/2・S) ここにkとAはある定数である。従って、トンネルJT
はSの変化に対して敏感に反応し、0.1nmのSの変
化に対して一桁程度変化する。このため、STMでは極
めて高い分解能(原子スケールの分解能)の表面像を得
ることができる。また、これまでのX線回折や電子線回
折・イオン散乱などの方法で得られる逆格子空間像とは
異なり、原子配列を実空間で観察できるという特徴を有
している。さらに、探針と試料との間に印加する電圧は
試料の仕事関数以下であるため、流れるトンネル電流の
大きさがnAオーダーと小さく、使用電力が低く、試料
を傷つけることも少ない。このため、STMは電子顕微
鏡などと異なり生体試料などの観察に適している。生体
・バイオ分野関係の顕微鏡観察試料は一般に透明であ
る。この観点に立脚してSTMを生体・バイオ分野の試
料観察に用いるために、試料からの反射光により試料表
面を観察する光学顕微鏡と一体化したものがマックス・
プラング研究所から提案されている。ちなみに、STM
では、探針等を移動させるアクチュエーターとしては圧
電素子が一般に用いられる。
J T = k · exp (−A · φ 1/2 · S) where k and A are certain constants. Therefore, tunnel J T
Reacts sensitively to changes in S, and changes by about an order of magnitude for changes in S of 0.1 nm. Therefore, the STM can obtain a surface image with extremely high resolution (atomic scale resolution). Also, unlike the conventional reciprocal lattice spatial images obtained by methods such as X-ray diffraction, electron beam diffraction, and ion scattering, it has the feature that the atomic arrangement can be observed in real space. Further, since the voltage applied between the probe and the sample is equal to or lower than the work function of the sample, the magnitude of the flowing tunnel current is as small as the order of nA, the power consumption is low, and the sample is hardly damaged. Therefore, the STM is suitable for observation of a biological sample or the like, unlike an electron microscope or the like. Microscopic observation samples related to the living body / bio field are generally transparent. Based on this viewpoint, in order to use the STM for specimen observation in the biological and biotechnology fields, the one integrated with an optical microscope that observes the specimen surface by the reflected light from the specimen is Max.
Proposed by the Prang Institute. By the way, STM
Then, a piezoelectric element is generally used as an actuator for moving a probe or the like.

【0006】特に最近ではアクチュエーターの主流にな
っているものに円筒型圧電アクチュエーターがある。こ
の円筒型アクチュエーターは、円筒型の圧電体の外側に
軸方向に延びる四枚の電極を設け、内側は一枚の電極で
覆って構成される。このようなアクチュエーターは、一
端が固定され、その他端である自由端に取り付けられた
探針を三次元方向に移動させる。つまり、外側の対向す
る二枚の電極に逆極性の電圧を印加してその方向に圧電
体を曲げることによりXY方向に、また四枚の電極に等
しい電圧を印加してまたは内側の電極の電圧を変化させ
て圧電体全体を伸縮させることによりZ方向に探針を移
動させる。
Particularly recently, a cylindrical piezoelectric actuator has become a mainstream actuator. This cylindrical actuator is provided with four electrodes extending in the axial direction outside a cylindrical piezoelectric body, and the inside is covered with one electrode. Such an actuator moves a probe fixed at one end and attached to a free end, which is the other end, in a three-dimensional direction. In other words, by applying a voltage of opposite polarity to the two outer electrodes facing each other and bending the piezoelectric body in that direction, the same voltage is applied to the four electrodes in the X and Y directions, or the voltage of the inner electrode is applied. Is changed to expand and contract the entire piezoelectric body, thereby moving the probe in the Z direction.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】STMは上述したよう
に原子スケールの分解能を有しているため、試料を観察
する際に高倍率の光学顕微鏡を用いて観察したい箇所を
予め見つけておくことが不可欠である。しかしながら、
上述した光学顕微鏡一体型のSTMでは、その光学系は
反射光を用いて試料を観察するため、試料が透明で非常
に薄い場合には、殆どの光が試料を透過してしまい、コ
ントラストの良い像を得ることができない。このため、
透明で非常に薄い試料に対しては高倍率での光学的な観
察を行うことができず、STMで観察したい箇所を特定
できないと言う不都合がある。つまり、従来の走査型プ
ローブ顕微鏡は特定の照明手段しか備えていないため、
観察目的に応じた照明を行うことができず、所望の光学
像を得ることができなかった。
Since the STM has an atomic scale resolution as described above, when observing a sample, it is necessary to previously find a portion to be observed using a high-magnification optical microscope. It is essential. However,
In the STM integrated with the optical microscope described above, since the optical system observes the sample using reflected light, when the sample is transparent and very thin, most of the light is transmitted through the sample and the contrast is good. I can't get an image. For this reason,
A transparent and very thin sample cannot be optically observed at a high magnification, and there is a disadvantage that a portion to be observed cannot be specified by STM. In other words, conventional scanning probe microscopes have only specific illumination means,
Illumination according to the observation purpose could not be performed, and a desired optical image could not be obtained.

【0008】本発明は、観察目的に応じた照明を行える
走査型プローブ顕微鏡を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a scanning probe microscope capable of performing illumination according to the observation purpose.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の走査型プローブ
顕微鏡は、探針を用いて試料を観察する走査型プローブ
顕微鏡であって、複数の照明方法により前記試料を照明
可能な照明光学系と、前記照明光学系により照明される
前記試料の光学像を観察する観察光学系と、前記試料と
前記探針とを相対的に三次元駆動するアクチュエーター
とを備えている。
A scanning probe microscope according to the present invention is a scanning probe microscope for observing a sample using a probe, and comprises an illumination optical system capable of illuminating the sample by a plurality of illumination methods. An observation optical system for observing an optical image of the sample illuminated by the illumination optical system; and an actuator for relatively three-dimensionally driving the sample and the probe.

【0010】[0010]

【作用】本発明の走査型プローブ顕微鏡は、複数の照明
方法により試料を照明することが可能となる。
The scanning probe microscope of the present invention can illuminate a sample by a plurality of illumination methods.

【0011】[0011]

【実施例】本発明の第一実施例である走査型トンネル顕
微鏡を図1に示す。試料を照明するための光源12は円
筒状のランプハウス14の上端部に取り付けられてい
る。ランプハウス14の下端部には光源からの光を平行
光束に変えるコンデンサーレンズ16とこの平行光束を
集光するコンデンサーレンズ18が設けられている。こ
れらのコンデンサーレンズ16と18は中央部に開口部
が設けられており、コンデンサーレンズ16の開口部に
は取付け台19が設けられ、この取付け台19に下方に
延びる円筒型圧電アクチュエーター20の固定端が固着
されている。円筒型圧電アクチュエーター20の自由端
部はコンデンサーレンズ18の開口部から延出し、その
底面にはトンネル電流を検出するための探針22が取り
付けられている。コンデンサーレンズ18の開口部は、
探針22を二次元走査する際の円筒型圧電アクチュエー
ター20の動きに干渉しない口径に形成されている。
FIG. 1 shows a scanning tunnel microscope according to a first embodiment of the present invention. A light source 12 for illuminating the sample is attached to an upper end of a cylindrical lamp house 14. At the lower end of the lamp house 14, a condenser lens 16 for converting light from a light source into a parallel light beam and a condenser lens 18 for condensing the parallel light beam are provided. Each of the condenser lenses 16 and 18 has an opening in the center thereof. A mounting base 19 is provided in the opening of the condenser lens 16, and a fixed end of a cylindrical piezoelectric actuator 20 extending downward on the mounting base 19. Is fixed. A free end of the cylindrical piezoelectric actuator 20 extends from an opening of the condenser lens 18, and a probe 22 for detecting a tunnel current is attached to a bottom surface thereof. The opening of the condenser lens 18 is
The aperture is formed so as not to interfere with the movement of the cylindrical piezoelectric actuator 20 when the probe 22 performs two-dimensional scanning.

【0012】光源12から射出された光は、コンデンサ
ーレンズ16により平行光束となった後、コンデンサー
レンズ18により透明な試料台26の上に置かれた透明
な試料24に集光される。試料24に入射した光はそこ
で散乱または屈折され、その散乱光または屈折光の一部
は対物レンズ28に入射する。レンズ28に入射した光
は平行光束となり、二枚の反射ミラー30と32を介し
て結像レンズ34に入射し結像される。その像(入力
像)は接眼レンズ36で拡大され観測者の目40で確認
される。
The light emitted from the light source 12 is converted into a parallel light beam by the condenser lens 16 and then condensed by the condenser lens 18 on a transparent sample 24 placed on a transparent sample stage 26. The light incident on the sample 24 is scattered or refracted there, and a part of the scattered light or refracted light is incident on the objective lens 28. The light that has entered the lens 28 becomes a parallel light beam, enters the imaging lens 34 via the two reflecting mirrors 30 and 32, and forms an image. The image (input image) is enlarged by the eyepiece 36 and confirmed by the observer's eyes 40.

【0013】STM観察を行なう際、まず観測者は入力
像を見ながら試料台26を動かして試料24の観察箇所
を視野の中心に配置することにより、探針22を観察箇
所に合わせる。次に、探針22と試料24との間に所定
の電圧(トンネル電圧)を印加し、円筒型アクチュエー
ター20を用いて探針22を試料24に近づける。この
間、探針22と試料24との間に流れる電流をモニター
し、所定値のトンネル電流が検出され時点で探針22の
接近を止める。つづいて、円筒型アクチュエーター20
を用いて、トンネル電流の値を一定に保つように探針2
2のZ方向(試料表面に垂直な方向)の位置をサーボ制
御しながら、探針22をXY方向(試料表面に平行な方
向)に移動させる。このときのアクチュエーター20の
サーボ電圧を読み取り、サーボ電圧に基づくZ方向の位
置情報をXY方向の位置情報に同期させて画像表示する
ことにより試料24の表面の画像が得られる。
When performing the STM observation, the observer first moves the sample stage 26 while viewing the input image, and arranges the observation point of the sample 24 at the center of the field of view, thereby adjusting the probe 22 to the observation point. Next, a predetermined voltage (tunnel voltage) is applied between the probe 22 and the sample 24, and the probe 22 is brought closer to the sample 24 using the cylindrical actuator 20. During this time, the current flowing between the probe 22 and the sample 24 is monitored, and the approach of the probe 22 is stopped when a predetermined value of the tunnel current is detected. Subsequently, the cylindrical actuator 20
Probe 2 so that the value of the tunnel current is kept constant.
The probe 22 is moved in the XY directions (directions parallel to the sample surface) while servo-controlling the position of the sample 2 in the Z direction (direction perpendicular to the sample surface). At this time, the servo voltage of the actuator 20 is read, and the position information in the Z direction based on the servo voltage is displayed in synchronization with the position information in the XY directions, whereby an image of the surface of the sample 24 is obtained.

【0014】本実施例では、対物レンズに照明光が直接
入らない暗視野照明となっているため、コントラストの
良い試料表面の光学顕微鏡像が得られる。しかも、円筒
型アクチュエーターをコンデンサーレンズの内部に設け
ているのでSTMをコンパクトに構成できる。また、試
料を試料台の上面に取り付けたので、流動性のある試料
でも安定した状態で観察することができる。
In this embodiment, dark-field illumination in which illumination light does not directly enter the objective lens allows an optical microscope image of the sample surface with good contrast to be obtained. Moreover, since the cylindrical actuator is provided inside the condenser lens, the STM can be made compact. In addition, since the sample is mounted on the upper surface of the sample stage, even a fluid sample can be observed in a stable state.

【0015】次に本発明の第二実施例について図2を参
照しながら説明する。図中、第一実施例と同等の部材は
同一の符号で示し、その説明は省略する。本実施例は、
光源からの光を試料に導くまでの光学系と、アクチュエ
ーターの取付け構造とが第一実施例と異なっている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the drawing, members equivalent to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In this embodiment,
An optical system for guiding light from a light source to a sample and an actuator mounting structure are different from those of the first embodiment.

【0016】光源12はランプハウス14の内側上部に
取り付けられ、その周りは円筒形の支持部材42で覆わ
れ、その下端部に光源12から射出された光を平行光束
にするコリメートレンズ44が取り付けられている。ラ
ンプハウス14の下端部には、ランプハウスを閉塞する
透明板50が設けられ、その中央部上側にはレンズ44
からの光を反射する凸面鏡46が設けられている。ま
た、ランプハウス14の内側には凸面鏡46からの光を
反射し集束する凹面鏡48が設けられている。透明板5
0の中央部下側には円筒型圧電アクチュエーター20の
固定端が取り付けられている。
The light source 12 is mounted on the upper part of the inside of the lamp house 14. The light source 12 is covered with a cylindrical support member 42. Have been. At the lower end of the lamp house 14, a transparent plate 50 for closing the lamp house is provided.
A convex mirror 46 for reflecting light from the light source is provided. Further, a concave mirror 48 for reflecting and converging light from the convex mirror 46 is provided inside the lamp house 14. Transparent plate 5
The fixed end of the cylindrical piezoelectric actuator 20 is attached to the lower side of the central portion of 0.

【0017】光源12を出た光は、コリメートレンズ4
4により平行光束となった後、凸面鏡46で反射されて
発散性光束となる。この発散性光束は凹面鏡48で反射
されて集束性光束となって試料24に集光され、そこで
散乱または屈折される。その散乱光または屈折光は、第
一実施例と同様に、その一部が対物レンズ28に入射し
て結像され、試料表面の光学像として観察される。
The light emitted from the light source 12 is transmitted to the collimator lens 4.
After being converted into a parallel light flux by 4, the light is reflected by the convex mirror 46 and becomes a divergent light flux. This divergent light beam is reflected by the concave mirror 48 to become a convergent light beam, and is condensed on the sample 24, where it is scattered or refracted. A part of the scattered light or refracted light is incident on the objective lens 28 to form an image as in the first embodiment, and is observed as an optical image of the sample surface.

【0018】本実施例では、アクチュエーター20に照
明光が直接当たることがないので、第一実施例で説明し
た効果に加えて、温度変化によるアクチュエーター20
の形状変化の影響が少なくなるという利点がある。
In this embodiment, since the illumination light does not directly hit the actuator 20, the effect of the actuator 20 due to a temperature change is obtained in addition to the effects described in the first embodiment.
There is an advantage that the influence of the shape change is reduced.

【0019】続いて本発明の第三実施例を図3を参照し
て説明する。光源12は円筒型圧電アクチュエーター2
0の内側に配置され、アクチュエーター20の固定端を
支持している支持部58に取り付けられている。光源1
2の周囲には二枚のコンデンサーレンズ16と18を支
持する円筒形の支持部材52が設けられている。コンデ
ンサーレンズ16とコンデンサーレンズ18との間に
は、円形の遮光板54が軸56を介して回転可能に設け
られている。アクチュエーター20の下端(自由端)に
は透明板60が設けられ、その中央部下側に探針22が
取り付けられている。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The light source 12 is a cylindrical piezoelectric actuator 2
0 and is attached to a support 58 that supports the fixed end of the actuator 20. Light source 1
Around the periphery of 2, a cylindrical support member 52 for supporting the two condenser lenses 16 and 18 is provided. A circular light-shielding plate 54 is provided between the condenser lens 16 and the condenser lens 18 via a shaft 56 so as to be rotatable. A transparent plate 60 is provided at the lower end (free end) of the actuator 20, and the probe 22 is attached to the lower part of the center of the transparent plate 60.

【0020】光源12を出た光は、コンデンサーレンズ
16により平行光束となった後、コンデンサーレンズ1
8により試料24に集光される。このとき、遮光板54
を回して角度を変えることにより、対物レンズ28に直
接入射する光の量を調節することができる。つまり、光
軸に対して遮光板54の面の角度を垂直にすると対物レ
ンズ28に直接入射する光がなくなって暗視野照明とな
り、逆に光軸に対して遮光板54の面を平行にすると明
視野照明となる。
The light emitted from the light source 12 is converted into a parallel light beam by the condenser lens 16,
8 converges on the sample 24. At this time, the light shielding plate 54
By turning, the amount of light directly incident on the objective lens 28 can be adjusted. That is, if the angle of the surface of the light shielding plate 54 is made perpendicular to the optical axis, the light directly incident on the objective lens 28 disappears, resulting in dark-field illumination. Bright field illumination.

【0021】本実施例は、第二実施例で述べた利点に加
えて、遮光板54の向きを変えることにより明視野・暗
視野照明の調節を行なうことができる。つまり、試料に
応じて調節することにより最適な光学像を得ることがで
きる。また、コンデンサーレンズ16と18は普通の光
学顕微鏡で用いるものと同じであり、普通の光学顕微鏡
の部品をそのまま流用することができるという利点もあ
る。
In the present embodiment, in addition to the advantages described in the second embodiment, bright-field / dark-field illumination can be adjusted by changing the direction of the light shielding plate 54. That is, an optimal optical image can be obtained by adjusting according to the sample. Further, the condenser lenses 16 and 18 are the same as those used in an ordinary optical microscope, and there is an advantage that parts of the ordinary optical microscope can be used as they are.

【0022】本発明の第四実施例を図4に示す。本実施
例は、円筒型圧電アクチュエーター20を照明光源側で
なく、試料側に設けた点が第三実施例と異なる。つま
り、アクチュエーター20は、その下端(固定端)がベ
ース64に固定されていて、その上端(自由端)には中
央部に探針22を下向きに取り付けた透明板60が設け
られている。ベース64は中央部に開口を有し、その周
囲に試料台26を支持する円筒形の支持台62が設けら
れ、その内側に対物レンズ28が収容されている。他の
構成は第三実施例と同じである。
FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention. This embodiment is different from the third embodiment in that the cylindrical piezoelectric actuator 20 is provided not on the illumination light source side but on the sample side. That is, the lower end (fixed end) of the actuator 20 is fixed to the base 64, and the upper end (free end) is provided with a transparent plate 60 in which the probe 22 is attached downward at the center. The base 64 has an opening in the center, and a cylindrical support 62 for supporting the sample table 26 is provided around the base 64. The objective lens 28 is accommodated inside the support 62. Other configurations are the same as those of the third embodiment.

【0023】本実施例は、第三実施例と同様に、遮光板
54の向きを変えることにより明視野・暗視野照明の調
節が行なえ、試料表面の最適な光学像を得ることができ
る。また、第二実施例と同様に、アクチュエーターに照
明光が直接当たることがないので、温度変化によるアク
チュエーターの形状変化の影響もない。さらに、アクチ
ュエーターが光学系から分離されているので、既にある
光学顕微鏡にアクチュエーターを取付けるだけで実現す
ることができる。
In the present embodiment, similarly to the third embodiment, the bright-field and dark-field illumination can be adjusted by changing the direction of the light shielding plate 54, and an optimal optical image of the sample surface can be obtained. Further, similarly to the second embodiment, since the illumination light does not directly hit the actuator, there is no influence of the shape change of the actuator due to the temperature change. Furthermore, since the actuator is separated from the optical system, it can be realized only by attaching the actuator to an existing optical microscope.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明の走査型プローブ顕微鏡は、複数
の照明方法により試料を照明することが可能であり、観
察目的に応じた試料照明を行える。従って、試料の所望
の光学像を得ることができる。
The scanning probe microscope of the present invention can illuminate a sample by a plurality of illumination methods, and can illuminate the sample according to the observation purpose. Therefore, a desired optical image of the sample can be obtained.

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

【図1】本発明の第一実施例である走査型トンネル顕微
鏡の構成を示す。
FIG. 1 shows a configuration of a scanning tunnel microscope according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第二実施例の走査型トンネル顕微鏡の
構成を示す。
FIG. 2 shows a configuration of a scanning tunnel microscope according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第三実施例の構成を示す。FIG. 3 shows a configuration of a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第四実施例の構成を示す。FIG. 4 shows a configuration of a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12…光源、16,18…コンデンサーレンズ、20…
円筒型圧電アクチュエーター、28…対物レンズ、34
…結像レンズ。
12 ... light source, 16, 18 ... condenser lens, 20 ...
Cylindrical piezoelectric actuator, 28 ... objective lens, 34
… An imaging lens.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−18702(JP,A) 特開 平3−199904(JP,A) 特開 平3−205502(JP,A) 特開 平2−16403(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 21/00 - 21/32 G01B 7/00 - 7/34 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-18702 (JP, A) JP-A-3-199904 (JP, A) JP-A-3-205502 (JP, A) JP-A-2- 16403 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01B 21/00-21/32 G01B 7/ 00-7/34

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】探針を用いて試料の表面を観察する走査型
プローブ顕微鏡であって、 照明光を射出する光源と、 前記照明光を集光する手段と、 試料を透過した光を結像する手段を有する観察光学系
と、 前記試料に対向して光軸方向に平行に保持された探針
と、 前記試料と前記探針とを相対的に三次元駆動するアクチ
ュエーター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。
1. A scanning probe microscope for observing the surface of a sample using a probe, comprising: a light source for emitting illumination light; a means for condensing the illumination light; and an image of light transmitted through the sample. An observation optical system having means for performing, a probe held in parallel to an optical axis direction facing the sample, and an actuator for relatively three-dimensionally driving the sample and the probe. A scanning probe microscope characterized by the following.
【請求項2】探針を用いて試料の表面を観察する走査型
プローブ顕微鏡であって、 照明光を射出する光源と、 前記照明光を集光する暗視野照明手段と、 試料によって散乱された光を結像する手段を有する観察
光学系と、 前記試料に対向して光軸方向に平行に保持された探針
と、 前記試料と前記探針とを相対的に三次元駆動するアクチ
ュエーター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。
2. A scanning probe microscope for observing the surface of a sample using a probe, comprising: a light source for emitting illumination light; dark-field illumination means for condensing the illumination light; An observation optical system having means for forming an image of light, a probe held in parallel to an optical axis direction facing the sample, and an actuator for relatively three-dimensionally driving the sample and the probe. A scanning probe microscope, comprising:
【請求項3】照明光を必要に応じて選択的に遮断するた
めの遮光板を更に備えており、これにより明視野照明と
暗視野照明のいずれか一方を選択的に行なえることを特
徴とする請求項1に記載の走査型プローブ顕微鏡。
3. A light shielding plate for selectively blocking illumination light as required, whereby either one of bright field illumination and dark field illumination can be selectively performed. The scanning probe microscope according to claim 1.
【請求項4】暗視野照明手段は、照明光を必要に応じて
選択的に遮断するための遮光板を更に備えており、暗視
野照明の他に明視野照明も行なえることを特徴とする請
求項2に記載の走査型プローブ顕微鏡。
4. The dark-field illuminating means further comprises a light-shielding plate for selectively blocking illumination light as required, and is capable of performing bright-field illumination in addition to dark-field illumination. The scanning probe microscope according to claim 2.
【請求項5】前記アクチュエーターは円筒型圧電アクチ
ュエーターであり、その内側に照明光学系が配置されて
いることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれ
か一つに記載の走査型プローブ顕微鏡。
5. The scanning probe microscope according to claim 1, wherein the actuator is a cylindrical piezoelectric actuator, and an illumination optical system is disposed inside the actuator. .
【請求項6】前記アクチュエーターは円筒型圧電アクチ
ュエーターであり、その内側に観察光学系の対物レンズ
が配置されていることを特徴とする請求項1ないし請求
項4のいずれか一つに記載の走査型プローブ顕微鏡。
6. The scanning device according to claim 1, wherein the actuator is a cylindrical piezoelectric actuator, and an objective lens of an observation optical system is disposed inside the actuator. Probe microscope.
【請求項7】前記試料を支持するための透明な試料台を
更に備えている、請求項1ないし請6のいずれか一つに
記載の走査型プローブ顕微鏡。
7. The scanning probe microscope according to claim 1, further comprising a transparent sample stage for supporting said sample.
JP3236560A 1991-09-17 1991-09-17 Scanning probe microscope Expired - Fee Related JP3022648B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3236560A JP3022648B2 (en) 1991-09-17 1991-09-17 Scanning probe microscope

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3236560A JP3022648B2 (en) 1991-09-17 1991-09-17 Scanning probe microscope

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0571949A JPH0571949A (en) 1993-03-23
JP3022648B2 true JP3022648B2 (en) 2000-03-21

Family

ID=17002453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3236560A Expired - Fee Related JP3022648B2 (en) 1991-09-17 1991-09-17 Scanning probe microscope

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3022648B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0571949A (en) 1993-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6127681A (en) Scanning tunnel microscope
CN207336917U (en) Microscope
US5859364A (en) Scanning probe microscope
JP3093145B2 (en) Light irradiation switching method
Lieberman et al. A fully integrated near‐field optical, far‐field optical, and normal‐force scanned probe microscope
CN110132920B (en) Optical super-resolution imaging device based on laser control micro-sphere lens and method thereof
US5952562A (en) Scanning probe microscope incorporating an optical microscope
JP3022648B2 (en) Scanning probe microscope
CN110543003A (en) microsphere lens probe assembly and microsphere lens microscopic imaging system
JP2501098B2 (en) microscope
US10976566B2 (en) Optical imaging equipment and method
CN210572985U (en) Microsphere lens probe assembly and microsphere lens microscopic imaging system
Jia et al. Determination of microsphere-lens magnification using micro-robotic scanning superlens nanoscopy
CN2791672Y (en) Co-axial lighting microscope optical system for observation apparatus
CN1779436A (en) Coaxial-illuminating microscope otpical system for atomic force microscope
US11327285B2 (en) Illumination method and equipment for optical imaging
WO2022070173A1 (en) An integrated optical arrangement for combinatorial microscopy
JPH09145721A (en) Optical microscope integrated scanning probe microscope
JP3033663B2 (en) Multidimensional ultra-small displacement measurement method and device
JPH0334250A (en) Optical microscope complex scanning type tunnel microscope
JP2568385B2 (en) Scanning probe microscope
JP3333111B2 (en) Scanning probe microscope and unit used for scanning probe microscope
JP3250788B2 (en) Scanning probe microscope
CN1243268C (en) Auto-locating confocal scan microscope with optical fibre
JPH1054834A (en) Measuring method of scan probe microscope

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19991207

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080114

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090114

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090114

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100114

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees