JP3202303B2 - 原子間力顕微鏡 - Google Patents
原子間力顕微鏡Info
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- JP3202303B2 JP3202303B2 JP03359792A JP3359792A JP3202303B2 JP 3202303 B2 JP3202303 B2 JP 3202303B2 JP 03359792 A JP03359792 A JP 03359792A JP 3359792 A JP3359792 A JP 3359792A JP 3202303 B2 JP3202303 B2 JP 3202303B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液中での走査型原子間
力顕微鏡（以下、液中ＡＦＭと言う）に関し、また、溶
液中にて電気化学反応を制御しながら、その反応過程を
実空間観察できる電気化学ＡＦＭ（以下、ＥＡＦＭと言
う）に関するものである。
力顕微鏡（以下、液中ＡＦＭと言う）に関し、また、溶
液中にて電気化学反応を制御しながら、その反応過程を
実空間観察できる電気化学ＡＦＭ（以下、ＥＡＦＭと言
う）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】種々の溶液中で起こる電気化学的反応過
程を観察する方法は既にいくつか発明され、実用化され
ている。中でも、試料表面を原子・分子レベルで実空間
観察する走査型トンネル顕微鏡（以下、ＳＴＭと言う）
を応用した電気化学ＳＴＭ（以下、ＥＳＴＭと言う）
は、特開平１−１４１３０２号公報に示されているよう
に、試料、対極、参照電極、及び少なくともプローブ先
端を溶液中に配置し、試料にある電位を設定して、プロ
ーブを走査させながら試料とプローブとの間に流れるト
ンネル電流を検出して観察する装置である。電気化学的
反応による試料表面の変化をその場で直ちに観察できる
ことから、広く研究・利用されるようになってきた。
程を観察する方法は既にいくつか発明され、実用化され
ている。中でも、試料表面を原子・分子レベルで実空間
観察する走査型トンネル顕微鏡（以下、ＳＴＭと言う）
を応用した電気化学ＳＴＭ（以下、ＥＳＴＭと言う）
は、特開平１−１４１３０２号公報に示されているよう
に、試料、対極、参照電極、及び少なくともプローブ先
端を溶液中に配置し、試料にある電位を設定して、プロ
ーブを走査させながら試料とプローブとの間に流れるト
ンネル電流を検出して観察する装置である。電気化学的
反応による試料表面の変化をその場で直ちに観察できる
ことから、広く研究・利用されるようになってきた。
【０００３】しかし、ＥＳＴＭはＳＴＭの原理上、トン
ネル電流をパラメータとして試料表面の表面形状を観察
する装置であるため、電流を通さない不導体は試料とし
て適さない。従って、電気化学反応の結果、試料表面に
不導体が生成したり、半導体が電位により不導体になっ
たりした場合には、測定が行えない。一方、ＡＦＭは、
原子間力と言う、試料の導電性に依存しない物理量をパ
ラメータとして試料を観察する装置であるため、不導体
表面の表面形状を測定することが可能であり、ＳＴＭ以
上に急速な拡がりをみせている。
ネル電流をパラメータとして試料表面の表面形状を観察
する装置であるため、電流を通さない不導体は試料とし
て適さない。従って、電気化学反応の結果、試料表面に
不導体が生成したり、半導体が電位により不導体になっ
たりした場合には、測定が行えない。一方、ＡＦＭは、
原子間力と言う、試料の導電性に依存しない物理量をパ
ラメータとして試料を観察する装置であるため、不導体
表面の表面形状を測定することが可能であり、ＳＴＭ以
上に急速な拡がりをみせている。
【０００４】しかし近年、大気中での測定において、試
料表面に吸着した物質の作用によるＡＦＭ測定への影
響、特に水の表面張力による影響が指摘されている。こ
のようなことから、水をはじめとする種々の液体中で測
定できる液中ＡＦＭや、ＥＳＴＭと同様に溶液中で電気
化学反応過程を測定できる電気化学ＡＦＭ（以下、ＥＡ
ＦＭと言う）といった装置が開発されている。例えば、
特開平２−２８４０１５号公報にそれが開示されてい
る。
料表面に吸着した物質の作用によるＡＦＭ測定への影
響、特に水の表面張力による影響が指摘されている。こ
のようなことから、水をはじめとする種々の液体中で測
定できる液中ＡＦＭや、ＥＳＴＭと同様に溶液中で電気
化学反応過程を測定できる電気化学ＡＦＭ（以下、ＥＡ
ＦＭと言う）といった装置が開発されている。例えば、
特開平２−２８４０１５号公報にそれが開示されてい
る。
【０００５】特開平２−２８４０１５号公報に開示され
ている装置は、液中ＡＦＭ及びＥＡＦＭである。その構
造は試料を載置する走査管とプローブを取りつけたプロ
ーブ担持モジュールとの相対向する面にＯリングを介在
させ、Ｏリングと走査管とプローブ担持モジュールと
で、液体セルを形成する。液体セル内にはプローブ、試
料、更には作業電極、基準電極および補助電極が備えら
れている。
ている装置は、液中ＡＦＭ及びＥＡＦＭである。その構
造は試料を載置する走査管とプローブを取りつけたプロ
ーブ担持モジュールとの相対向する面にＯリングを介在
させ、Ｏリングと走査管とプローブ担持モジュールと
で、液体セルを形成する。液体セル内にはプローブ、試
料、更には作業電極、基準電極および補助電極が備えら
れている。
【０００６】それらの電極によって、種々の電気化学的
処理、例えばめっき、腐食、電気剥離が可能となり、そ
の反応をＡＦＭによりリアルタイムに観察することがで
きる。
処理、例えばめっき、腐食、電気剥離が可能となり、そ
の反応をＡＦＭによりリアルタイムに観察することがで
きる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の特開平
２−２８４０１５号に示されるＡＦＭ装置にも問題点が
ある。このＡＦＭ装置においては、セルはカンチレバー
及びプローブを支持するプローブ担持モジュールと試料
を載置する走査管との間の空間を利用し、ここにＯリン
グを介して両者を押しつけることにより形成されてい
る。このため、 （１）カンチレバーの交換や試料の移動の際にはセルか
ら液体を抜かなければならず、ＡＦＭ測定において煩雑
である。 （２）ＥＡＦＭにおいては、セルの容量が極めて小さ
く、十分に電気化学反応を発生・制御できるだけの液量
を確保できない。上記特許では、フロー機構を設けて外
部から液体を流すようにして、容量不足をカバーしてい
るが、セルまわりの構造が複雑になることが避けられ
ず、また、小さなセルに対して液体を流すことによるＡ
ＦＭ測定への影響も懸念される。 （３）試料を走査する微動素子の動きが阻害され、これ
が試料表面のＡＦＭ測定に影響する恐れがある。
２−２８４０１５号に示されるＡＦＭ装置にも問題点が
ある。このＡＦＭ装置においては、セルはカンチレバー
及びプローブを支持するプローブ担持モジュールと試料
を載置する走査管との間の空間を利用し、ここにＯリン
グを介して両者を押しつけることにより形成されてい
る。このため、 （１）カンチレバーの交換や試料の移動の際にはセルか
ら液体を抜かなければならず、ＡＦＭ測定において煩雑
である。 （２）ＥＡＦＭにおいては、セルの容量が極めて小さ
く、十分に電気化学反応を発生・制御できるだけの液量
を確保できない。上記特許では、フロー機構を設けて外
部から液体を流すようにして、容量不足をカバーしてい
るが、セルまわりの構造が複雑になることが避けられ
ず、また、小さなセルに対して液体を流すことによるＡ
ＦＭ測定への影響も懸念される。 （３）試料を走査する微動素子の動きが阻害され、これ
が試料表面のＡＦＭ測定に影響する恐れがある。
【０００８】といった、操作性や測定の信頼性に影響を
与える問題が生じている。
与える問題が生じている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明においては、カンチレバー支持体と電気化学
セルが独立して設置される構造とし、両者が接しないよ
うにした。具体的には、カンチレバー支持体は、その全
体または一部に、レーザー光を透過できる光学的に透明
な材料を用いることとし、その透明部の下端にカンチレ
バーを固定する構造とした。
め、本発明においては、カンチレバー支持体と電気化学
セルが独立して設置される構造とし、両者が接しないよ
うにした。具体的には、カンチレバー支持体は、その全
体または一部に、レーザー光を透過できる光学的に透明
な材料を用いることとし、その透明部の下端にカンチレ
バーを固定する構造とした。
【００１０】一方、セルは、その内部に試料を固定で
き、試料表面上を液体で満たすことができ、さらに、カ
ンチレバー支持体の透明部下端およびカンチレバーを液
体に浸すことができる構造とした。また、ＥＡＦＭにお
いては、試料電位を制御・掃引する必要があることか
ら、セル外部と試料の導通がとれる構造とし、さらに、
試料電位を制御・掃引する手段、試料−対極間に流れる
電流を検出する手段、および該電位・電流を測定・記録
する手段を複合した構成とした。
き、試料表面上を液体で満たすことができ、さらに、カ
ンチレバー支持体の透明部下端およびカンチレバーを液
体に浸すことができる構造とした。また、ＥＡＦＭにお
いては、試料電位を制御・掃引する必要があることか
ら、セル外部と試料の導通がとれる構造とし、さらに、
試料電位を制御・掃引する手段、試料−対極間に流れる
電流を検出する手段、および該電位・電流を測定・記録
する手段を複合した構成とした。
【００１１】
【作用】本発明により、カンチレバーの交換や試料の移
動が液体を抜くことなくできるようになり、試料を走査
する微動素子がその動きを阻害される恐れもなくなっ
た。また、ＥＡＦＭにおいては、電気化学反応を発生・
制御するのに十分なセル容量を、フロー機構を設けるこ
となく確保できるようになった。
動が液体を抜くことなくできるようになり、試料を走査
する微動素子がその動きを阻害される恐れもなくなっ
た。また、ＥＡＦＭにおいては、電気化学反応を発生・
制御するのに十分なセル容量を、フロー機構を設けるこ
となく確保できるようになった。
【００１２】
【実施例】図面に基づいて、本発明の実施例を以下に説
明する。 （実施例１）本発明によるＥＡＦＭ装置の一つの実施例
を図１に基づいて説明する。 （機構部１の説明）電気化学セルは液槽１７の液槽の中
に試料１４、カンチレバー１１、対極１３および参照電
極１２が配置され、溶液１５で満たされている。
明する。 （実施例１）本発明によるＥＡＦＭ装置の一つの実施例
を図１に基づいて説明する。 （機構部１の説明）電気化学セルは液槽１７の液槽の中
に試料１４、カンチレバー１１、対極１３および参照電
極１２が配置され、溶液１５で満たされている。
【００１３】カンチレバー支持体１０は、レーザー光の
透過する光学的に透明な部分（光透過部１０ａ）が下側
に棒状に延びており、カンチレバー１１がその下端に固
定され、溶液１５に浸るようになっている。カンチレバ
ー支持体１０は液槽１７とは接触していない。カンチレ
バー１１はばね性を有し、その先端部１２にはチップ１
１ａが取りつけられている。チップ１１ａの先端は、後
述する粗微動機構１９により、試料１４の表面に近づけ
られ、原子間力を感知しながら走査される。
透過する光学的に透明な部分（光透過部１０ａ）が下側
に棒状に延びており、カンチレバー１１がその下端に固
定され、溶液１５に浸るようになっている。カンチレバ
ー支持体１０は液槽１７とは接触していない。カンチレ
バー１１はばね性を有し、その先端部１２にはチップ１
１ａが取りつけられている。チップ１１ａの先端は、後
述する粗微動機構１９により、試料１４の表面に近づけ
られ、原子間力を感知しながら走査される。
【００１４】
【実施例】図面に基づいて、本発明の実施例を以下に説
明する。 （実施例１） 本発明によるＥＡＦＭ装置の一つの実施例を図１に基づ
いて説明する。 （機構部１の説明） 電気化学セルは液槽１７の中に試料１４、カンチレバー
１１、対極１３および参照電極１２が配置され、溶液１
５で満たされている。
明する。 （実施例１） 本発明によるＥＡＦＭ装置の一つの実施例を図１に基づ
いて説明する。 （機構部１の説明） 電気化学セルは液槽１７の中に試料１４、カンチレバー
１１、対極１３および参照電極１２が配置され、溶液１
５で満たされている。
【００１５】カンチレバー１１にレーザー光を照射する
レーザーヘッド６およびカンチレバー１１のたわみ量を
反射光の位置ずれとして検出する受光器８は、微調整の
ための位置調整ステージ７および９上に各々設置され、
これらが光学系ヘッドブロック５上の所定の位置に配置
される。光学系ヘッドブロック５は、カンチレバー支持
体１０と共に筐体２０上に設置される。
レーザーヘッド６およびカンチレバー１１のたわみ量を
反射光の位置ずれとして検出する受光器８は、微調整の
ための位置調整ステージ７および９上に各々設置され、
これらが光学系ヘッドブロック５上の所定の位置に配置
される。光学系ヘッドブロック５は、カンチレバー支持
体１０と共に筐体２０上に設置される。
【００１６】さらに、上記機構部の全体が、振動等の外
乱を除去するための除振台２１上に設置される。 （電装部２の説明）ＡＦＭ測定系３および電気化学測定
系４の詳細は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示され
る。
乱を除去するための除振台２１上に設置される。 （電装部２の説明）ＡＦＭ測定系３および電気化学測定
系４の詳細は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示され
る。
【００１７】ＡＦＭ測定系３において、粗動制御部２４
および微動制御部２５は粗微動機構１９と接続される。
粗動制御部２４は、チップ１１ａの先端が試料１４表面
の原子間力の働く領域へ送るための粗動操作を行い、微
動制御部２５はＡＦＭ測定時の粗微動機構１９の三次元
微動走査を制御する。レーザードライバ２７は、レーザ
ーヘッド６と接続され、これを駆動する。
および微動制御部２５は粗微動機構１９と接続される。
粗動制御部２４は、チップ１１ａの先端が試料１４表面
の原子間力の働く領域へ送るための粗動操作を行い、微
動制御部２５はＡＦＭ測定時の粗微動機構１９の三次元
微動走査を制御する。レーザードライバ２７は、レーザ
ーヘッド６と接続され、これを駆動する。
【００１８】レーザーヘッド６から発せられたレーザー
光は、カンチレバー支持体１０の光透過部１０ａを通
り、ばね性を有するカンチレバー１１の裏面で反射し、
受光器８を照射する。差動増幅器２６は、受光器８と接
続され、反射光の位置ずれ量をＡＦＭ測定のための直接
のパラメータとなる差動電圧に変換して出力する。
光は、カンチレバー支持体１０の光透過部１０ａを通
り、ばね性を有するカンチレバー１１の裏面で反射し、
受光器８を照射する。差動増幅器２６は、受光器８と接
続され、反射光の位置ずれ量をＡＦＭ測定のための直接
のパラメータとなる差動電圧に変換して出力する。
【００１９】また、これらはＡＦＭ測定・記録部２３に
接続または実装され、さらにその全体がコンピュータ２
２によって統括制御される。電気化学測定系４におい
て、試料電位および試料−対極間電流検出・制御部２９
は、参照電極１２、対極１３および試料１４と接続さ
れ、参照電極１２の電位を検出し、これを基準として対
極１３および試料１４の電位を制御し、両者の間に流れ
る電気化学電流を検出する。
接続または実装され、さらにその全体がコンピュータ２
２によって統括制御される。電気化学測定系４におい
て、試料電位および試料−対極間電流検出・制御部２９
は、参照電極１２、対極１３および試料１４と接続さ
れ、参照電極１２の電位を検出し、これを基準として対
極１３および試料１４の電位を制御し、両者の間に流れ
る電気化学電流を検出する。
【００２０】さらに、これらは電気化学測定・記録部２
８と接続または実装され統括制御される。なお、本実施
例は、この統括制御がコンピュータによって行われる場
合を含み、そのコンピュータが図２（ａ）に示されるコ
ンピュータ２２である場合を含む。 （実施例２）ここでは、本発明によるＥＡＦＭ装置にお
いて実施例１と異なる例の一を、これを示す概略図（図
３）を用いて説明する。
８と接続または実装され統括制御される。なお、本実施
例は、この統括制御がコンピュータによって行われる場
合を含み、そのコンピュータが図２（ａ）に示されるコ
ンピュータ２２である場合を含む。 （実施例２）ここでは、本発明によるＥＡＦＭ装置にお
いて実施例１と異なる例の一を、これを示す概略図（図
３）を用いて説明する。
【００２１】（機構部１の説明）電気化学セルは液槽１
７の中に試料１４、カンチレバー１１、対極１３および
参照電極１２が配置され、溶液１５で満たされている。
本実施例において実施例１と異なる点はカンチレバー支
持体である。カンチレバー支持体１０は、レーザー光の
透過する光学的に透明な部分（光透過部１０ａ）が下側
に厚くなっており、一部がさらにそこから下に延びてお
り、カンチレバー１１がその下端に固定され、溶液１５
に浸るようになっている。
７の中に試料１４、カンチレバー１１、対極１３および
参照電極１２が配置され、溶液１５で満たされている。
本実施例において実施例１と異なる点はカンチレバー支
持体である。カンチレバー支持体１０は、レーザー光の
透過する光学的に透明な部分（光透過部１０ａ）が下側
に厚くなっており、一部がさらにそこから下に延びてお
り、カンチレバー１１がその下端に固定され、溶液１５
に浸るようになっている。
【００２２】参照電極１２は電気化学の分野で一般に用
いられているものであり、ＲＨＥやＳＣＥ、銀−塩化銀
電極等が代表的である。 （実施例３）ここでは、本発明によるＥＡＦＭ装置を用
いた測定例を示す。本例においては、ＨＯＰＧ（高配向
性熱分解グラファイト）上に白金をパルス電析させ、こ
れをＡＦＭ測定した。
いられているものであり、ＲＨＥやＳＣＥ、銀−塩化銀
電極等が代表的である。 （実施例３）ここでは、本発明によるＥＡＦＭ装置を用
いた測定例を示す。本例においては、ＨＯＰＧ（高配向
性熱分解グラファイト）上に白金をパルス電析させ、こ
れをＡＦＭ測定した。
【００２３】まず、白金のパルス電析について説明す
る。試料１４としてＨＯＰＧ、参照電極１２としてＲＨ
Ｅ、対極１３として白金線を各々用いて電気化学セルを
構成し、０．０１Ｎ塩化白金酸カリウムの０．２Ｎ硫酸
水溶液溶液（溶液１５）でこれを満たした。ここに、図
４（ｂ）に示されるパルス電圧を６回印加して、白金を
ＨＯＰＧ上に析出させた。なお、このとき移動した電荷
量は、１パルスあたり約０．４ｍＣ／ｃｍ2 である。こ
のパルスの上下限電位は、図４（ａ）に示したＣＶを用
いて決定した。
る。試料１４としてＨＯＰＧ、参照電極１２としてＲＨ
Ｅ、対極１３として白金線を各々用いて電気化学セルを
構成し、０．０１Ｎ塩化白金酸カリウムの０．２Ｎ硫酸
水溶液溶液（溶液１５）でこれを満たした。ここに、図
４（ｂ）に示されるパルス電圧を６回印加して、白金を
ＨＯＰＧ上に析出させた。なお、このとき移動した電荷
量は、１パルスあたり約０．４ｍＣ／ｃｍ2 である。こ
のパルスの上下限電位は、図４（ａ）に示したＣＶを用
いて決定した。
【００２４】これをＡＦＭで測定した結果を図５に示
す。平坦なＨＯＰＧの表面上のところどころに白金が析
出している様子が捕えられている。 （実施例４）本発明による液中ＡＦＭ装置の実施例の一
を、これを示す概略図（図６）を用いて説明する。 （機構部１の説明）液体セルは液槽１７の中に試料１４
およびカンチレバー１１が配置され、液体１６で満たさ
れている。
す。平坦なＨＯＰＧの表面上のところどころに白金が析
出している様子が捕えられている。 （実施例４）本発明による液中ＡＦＭ装置の実施例の一
を、これを示す概略図（図６）を用いて説明する。 （機構部１の説明）液体セルは液槽１７の中に試料１４
およびカンチレバー１１が配置され、液体１６で満たさ
れている。
【００２５】カンチレバー支持体１０は、レーザー光の
透過する光学的に透明な部分（光透過部１０ａ）が下側
に厚くなっており、一部がさらにそこから下に延びてお
り、カンチレバー１１がその下端に固定され、液体１６
に浸るようになっている。また、液槽１７は、原子間力
の働く領域への接近やＡＦＭ測定時の三次元走査を行う
粗微動機構１９上に設置される。
透過する光学的に透明な部分（光透過部１０ａ）が下側
に厚くなっており、一部がさらにそこから下に延びてお
り、カンチレバー１１がその下端に固定され、液体１６
に浸るようになっている。また、液槽１７は、原子間力
の働く領域への接近やＡＦＭ測定時の三次元走査を行う
粗微動機構１９上に設置される。
【００２６】この他、カンチレバーにレーザー光を照射
するレーザーヘッド６およびカンチレバーのたわみ量を
反射光の位置ずれとして検出する受光器８は、微調整の
ための位置調整ステージ７及び９上に各々設置され、こ
れらが光学系ヘッドブロック５上の所定の位置に配置さ
れる。光学系ヘッドブロック５は、カンチレバー支持体
１０と共に筐体２０上に設置される。
するレーザーヘッド６およびカンチレバーのたわみ量を
反射光の位置ずれとして検出する受光器８は、微調整の
ための位置調整ステージ７及び９上に各々設置され、こ
れらが光学系ヘッドブロック５上の所定の位置に配置さ
れる。光学系ヘッドブロック５は、カンチレバー支持体
１０と共に筐体２０上に設置される。
【００２７】さらに、上記機構部の全体が、振動等の外
乱を除去するための除振台２１上に設置される。 （電装部２の説明）ＡＦＭ測定系３の詳細は、図２
（ａ）に示される。ＡＦＭ測定系３において、粗動制御
部２４および微動制御部２５は粗微動機構１９と接続さ
れ、各々、原子間力の働く領域へ送る粗動操作、および
ＡＦＭ測定時の三次元微動走査を制御する。
乱を除去するための除振台２１上に設置される。 （電装部２の説明）ＡＦＭ測定系３の詳細は、図２
（ａ）に示される。ＡＦＭ測定系３において、粗動制御
部２４および微動制御部２５は粗微動機構１９と接続さ
れ、各々、原子間力の働く領域へ送る粗動操作、および
ＡＦＭ測定時の三次元微動走査を制御する。
【００２８】レーザードライバ２７は、レーザーヘッド
６と接続され、これを駆動する。差動増幅器２６は、受
光器８と接続され、反射光の位置ずれ量をＡＦＭ測定の
ための直接のパラメータとなる差動電圧に変換して出力
する。また、これらはＡＦＭ測定・記録部２３と接続ま
たは実装され、さらにその全体がコンピュータ２２によ
って統括制御される。
６と接続され、これを駆動する。差動増幅器２６は、受
光器８と接続され、反射光の位置ずれ量をＡＦＭ測定の
ための直接のパラメータとなる差動電圧に変換して出力
する。また、これらはＡＦＭ測定・記録部２３と接続ま
たは実装され、さらにその全体がコンピュータ２２によ
って統括制御される。
【００２９】（実施例５）ここでは、本発明による液中
ＡＦＭ装置を用いた測定例を示す。本例においては、試
料１４として金単結晶、液体１６として０．１Ｎ過塩素
酸水溶液を用い、金単結晶表面の（１１１）面をＡＦＭ
測定した。結果を図７に示す。金（１１１）面上に形成
されている単原子ステップがはっきりと捕らえられてい
る。
ＡＦＭ装置を用いた測定例を示す。本例においては、試
料１４として金単結晶、液体１６として０．１Ｎ過塩素
酸水溶液を用い、金単結晶表面の（１１１）面をＡＦＭ
測定した。結果を図７に示す。金（１１１）面上に形成
されている単原子ステップがはっきりと捕らえられてい
る。
【００３０】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、カンチレバーの交換や試料の移動が液体を抜くこと
なくできるようになり、試料を走査する微動素子がその
動きを阻害される恐れもなくなる。また、ＥＡＦＭにお
いては、電気化学反応を発生・制御するのに十分なセル
容量を、フロー機構を設けることなく確保できる。
ば、カンチレバーの交換や試料の移動が液体を抜くこと
なくできるようになり、試料を走査する微動素子がその
動きを阻害される恐れもなくなる。また、ＥＡＦＭにお
いては、電気化学反応を発生・制御するのに十分なセル
容量を、フロー機構を設けることなく確保できる。
【００３１】このことは、ＥＡＦＭ／液中ＡＦＭにおけ
る保守性、操作性、ＡＦＭ測定の安定性、ＡＦＭ像の信
頼性等の向上に寄与する。
る保守性、操作性、ＡＦＭ測定の安定性、ＡＦＭ像の信
頼性等の向上に寄与する。
【図１】本発明によるＥＡＦＭ装置の実施例の一を示す
概略図である。
概略図である。
【図２】本発明によるＥＡＦＭ装置の実施例において、
（ａ）ＡＦＭ測定系、（ｂ）電気化学測定系の詳細な構
成を示すブロック図である。
（ａ）ＡＦＭ測定系、（ｂ）電気化学測定系の詳細な構
成を示すブロック図である。
【図３】本発明によるＥＡＦＭ装置において、他の実施
例を示す断面図である。
例を示す断面図である。
【図４】（ａ）０．０１Ｎ塩化白金酸カリウムの０．２
Ｎ硫酸水溶液溶液中における、ＨＯＰＧのサイクリック
ボルタモグラム（ＣＶ）である。 （ｂ）ＨＯＰＧ上に白金を析出させるために印加したパ
ルス電圧の波形図である。
Ｎ硫酸水溶液溶液中における、ＨＯＰＧのサイクリック
ボルタモグラム（ＣＶ）である。 （ｂ）ＨＯＰＧ上に白金を析出させるために印加したパ
ルス電圧の波形図である。
【図５】本発明によるＥＡＦＭ装置を用いて測定され
た、ＨＯＰＧ上に析出した白金のＡＦＭ像である。
た、ＨＯＰＧ上に析出した白金のＡＦＭ像である。
【図６】本発明による液中ＡＦＭ装置の実施例の一を示
す概略図である。
す概略図である。
【図７】本発明による液中ＡＦＭ装置を用いて測定され
た、金（１１１）面上の単原子ステップのＡＦＭ像であ
る。
た、金（１１１）面上の単原子ステップのＡＦＭ像であ
る。
１ 機構部 ２ 電装部 ３ ＡＦＭ測定系 ４ 電気化学測定系 ５ 光学系ヘッドブロック ６ レーザーヘッド ７ レーザーヘッド位置調整ステージ ８ 受光器 ９ 受光器位置調整ステージ １０ カンチレバー支持体 １０ａ 光透過部 １０ｂ 支持部 １１ カンチレバー １２ 参照電極 １３ 対極 １４ 試料 １５ 溶液 １６ 液体 １７ 液槽 １９ 粗微動機構 ２０ 筐体 ２１ 除振台 ２２ コンピュータ ２３ ＡＦＭ測定・記録部 ２４ 粗動制御部 ２５ 微動制御部 ２６ 差動増幅器 ２７ レーザードライバ ２８ 電気化学測定・記録部 ２９ 試料電位および試料−対極間電流検出・制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−284015（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−281276（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−107050（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−101456（ＪＰ，Ａ) Ｋ．Ｉｔａｙａ，Ｓ．Ｓｕｇａｗａｒ ａ，ａｎｄ Ｋ．Ｓａｓｈｉｋａｔ ａ、”Ｉｎ ｓｉｔｕ ｓｃａｎｎｉｎ ｇ ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｍｉｃｒｏｓ ｃｏｐｙ ｏｆ ｐｌａｔｉｎｕｍ（▲ ＩＩＩ▼）ｓｕｒｆａｃｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｏｎａｔｏｍｉｃ ｓｔｅｐｓ”、 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖａｃｕｕｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏ ｇｙ Ａ、平成２年、第８巻、第１号、 ｐ．515−519 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 13/10 - 13/24 G01N 27/00 - 27/92 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】 ばね性を有し、自由端先端部に探針を配
置したカンチレバー、前記カンチレバー、参照電極、対
極および試料を溶液中に配置するための液層よりなる電
気化学セルと、その全体または一部が、レーザー光を透
過できる光学的に透明な材料で構成されたカンチレバー
支持体と、試料電位を制御・掃引する手段と、試料−対
極間に流れる電流を検出する手段と、該電位・電流を測
定・記録する手段とにより構成される電気化学測定機構
を複合することにより、溶液中に設置された試料表面で
起こる電気化学反応を制御・測定しながらその反応過程
を実空間観察できるようにした走査型原子間力顕微鏡に
おいて、電気化学セルとカンチレバー支持体が独立して
設置されることを特徴とする走査型原子間力顕微鏡。 - 【請求項２】 カンチレバーおよび試料を液体中に配置
した液体セルとその全体または一部が、レーザー光を透
過できる光学的に透明な材料で構成されたカンチレバー
支持体とにより構成される液中測定機構を複合すること
により、液体中に設置された試料表面を実空間観察でき
るようにした走査型原子間力顕微鏡において、液体セル
とカンチレバー支持体が独立して設置されることを特徴
とする走査型原子間力顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03359792A JP3202303B2 (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 原子間力顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03359792A JP3202303B2 (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 原子間力顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05232081A JPH05232081A (ja) | 1993-09-07 |
| JP3202303B2 true JP3202303B2 (ja) | 2001-08-27 |
Family
ID=12390900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03359792A Expired - Lifetime JP3202303B2 (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 原子間力顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3202303B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100343652C (zh) * | 2003-06-30 | 2007-10-17 | 广东工业大学 | 超微质量及超微载荷变化量检测装置及其检测方法 |
| CN107116643B (zh) * | 2017-06-15 | 2019-01-11 | 浙江润格木业科技有限公司 | 一种木材的养生方法 |
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| DE102006043352A1 (de) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster | Einrichtung zum Abtasten einer von einer Flüssigkeit bedeckten Probenoberfläche |
| EP2219036B1 (fr) | 2009-02-13 | 2014-03-12 | NT-MDT Service & Logistics Ltd. | Microscope en champ proche multifonctionnel |
| JP2010276488A (ja) * | 2009-05-29 | 2010-12-09 | Hitachi Ltd | プローブ顕微鏡 |
| JP2011215168A (ja) * | 2011-08-04 | 2011-10-27 | Sii Nanotechnology Inc | 走査型プローブ顕微鏡の変位検出方法 |
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-
1992
- 1992-02-20 JP JP03359792A patent/JP3202303B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｋ．Ｉｔａｙａ，Ｓ．Ｓｕｇａｗａｒａ，ａｎｄ Ｋ．Ｓａｓｈｉｋａｔａ、"Ｉｎ ｓｉｔｕ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ ｏｆ ｐｌａｔｉｎｕｍ（▲ＩＩＩ▼）ｓｕｒｆａｃｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｏｎａｔｏｍｉｃ ｓｔｅｐｓ"、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖａｃｕｕｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａ、平成２年、第８巻、第１号、ｐ．５１５−５１９ |
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|---|---|
| JPH05232081A (ja) | 1993-09-07 |
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