JP3536973B2 - 同軸プローブおよび該同軸プローブを用いた走査型マイクロ波顕微鏡 - Google Patents

同軸プローブおよび該同軸プローブを用いた走査型マイクロ波顕微鏡

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JP3536973B2 JP2000119516A JP2000119516A JP3536973B2 JP 3536973 B2 JP3536973 B2 JP 3536973B2 JP 2000119516 A JP2000119516 A JP 2000119516A JP 2000119516 A JP2000119516 A JP 2000119516A JP 3536973 B2 JP3536973 B2 JP 3536973B2
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    • G01Q60/00—Particular types of SPM [Scanning Probe Microscopy] or microscopes; Essential components thereof
    • G01Q60/46—SCM [Scanning Capacitance Microscopy] or apparatus therefor, e.g. SCM probes
    • G01Q60/48—Probes, their manufacture, or their related instrumentation, e.g. holders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y35/00—Methods or apparatus for measurement or analysis of nanostructures

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  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、試料面を微細な探
針でなぞって表面形状および電気特性などの物理情報を
観察するために用いる同軸プローブと、その同軸プロー
ブを用いて試料面を走査して試料に関わる物理情報を収
集して画像化する走査型マイクロ波顕微鏡に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】走査型探針顕微鏡は、原子レベル例えば
ナノメートルｎｍ以下の測定分解能を有しており、しか
も高さ分布情報を取込んだ凹凸情報から３次元形状を画
像化することができ、各種の分野での応用が開発されて
いる。
【０００３】ところで、マイクロ波により励振されてい
る同軸共振器を構成する同軸ケーブルの一端に開口があ
るとき、前記同軸ケーブルの開口部を試料面に近接させ
ると、開口部のインピーダンス（電気的カップリング）
が変化して、同軸共振器の共振周波数がシフトしまたＱ
値が変化する。
【０００４】したがって、前記同軸ケーブルの開口部を
試料面に沿って走査すれば、周波数シフト或いはＱ値の
変化が起こり、これらの変化をコントラストとして画像
化することができる。
【０００５】前記原理を利用した走査型マイクロ波顕微
鏡が開発されており、この走査型マイクロ波顕微鏡は、
例えば導電性の試料面より僅か上方位置に同軸ケーブル
の開放端を配置して、前記同軸ケーブルの開放端を試料
面に沿って走査し、設定された同軸ケーブルの開放端と
試料面との相対的な距離に依存した周波数シフトなどを
検出して画像化している（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉ
ｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ、ｖｏｌ．７２、１７７８〜１７
８０頁、１９９８）。
【０００６】上述したような画像化は１９７２年代から
試みられてきており、近年の走査型プローブ顕微鏡の発
展とともに、より優れた技術が開発されている。
【０００７】走査型マイクロ波顕微鏡の画像分解能につ
いてみると、マイクロ波波長の千分の１程度或いはそれ
以下になっており、この顕微鏡がいわゆる近接場顕微鏡
になっていることを示している。
【０００８】特に走査型マイクロ波顕微鏡が共振周波数
シフト及び／又はＱ値の変化を検出する点は、試料と同
軸共振器からなる系の保存エネルギー及び／又は散逸エ
ネルギーの変化を検出していることに対応している。
【０００９】走査型マイクロ波顕微鏡の面内分解能は、
同軸ケーブルの中心導体の先端が試料を見込む径の数分
の１程度であるとされるが、基本的に電場分布が関わる
前記走査型マイクロ波顕微鏡において、このような見積
もりが許されるためには、前記同軸ケーブルの中心導体
の先端の径と同程度或いはより短い距離で試料面に近接
している必要がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の走査型マイクロ波顕微鏡では、同軸共振器を構
成する同軸ケーブルの開放端をそのまま利用する、すな
わち同軸ケーブルの中心導体を利用して試料面に近接位
置させることから、最近接位置は同軸ケーブルの中心導
体の径からすると数μｍ程度であり、それより短い距離
間隔に設定することは、同軸ケーブルの開放端側の中心
導体と試料面との衝突、或いは制御できない接触の原因
となり、より近接した位置においてその力を発揮する近
接場顕微鏡の特徴を生かしきれていないという問題があ
る。
【００１１】本発明の目的は、試料・探針間の距離を原
子間力顕微鏡で一般的なレベルまで接近あるいは接触さ
せて、表面凹凸に沿って電気インピーダンスの測定を可
能とする同軸プローブと、前記同軸プローブを用いた走
査型マイクロ波顕微鏡を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る同軸プローブは、同軸ケーブル側或い
は同軸コネクターの中心導体に平面導波路を介して導電
性センサーを電気的に接続し同軸共振器を構成した同軸
プローブであって、前記導電性センサーは、片持ち梁構
造のカンチレバーと、前記カンチレバーの自由端に設け
られた探針との組合せからなるものである。
【００１３】また前記平面導波路は、基板と、前記基板
に形成されたストリップラインから構成されたものであ
る。
【００１４】
【００１５】また、前記導電性センサーは、前記カンチ
レバーの力学的曲げ運動の共振周波数の近傍で励振され
るものである。また、前記導電性センサー及び／又は前
記導電性センサーと一体である支持体は、取り外し取り
付け可能である。
【００１６】
【００１７】
【００１８】また導電性センサーを有する同軸プローブ
であって、 前記導電性センサーは、同軸ケーブル或い
は同軸コネクターの中心導体を延長して構成したカンチ
レバーであって、該カンチレバーの先端側を屈曲し、か
つその屈曲先端を先鋭化して構成した探針を含むもので
ある。
【００１９】また本発明に係る走査型マイクロ波顕微鏡
は、マイクロ波発振器，方向性結合器，同軸共振器，検
波器を構成要素に含むマイクロ波共振に関わる物理量の
測定系と、制御装置とを有する走査型マイクロ波顕微鏡
において、前記同軸共振器は、開放端側の中心導体に導
電性センサーを備えた同軸コネクター或いは同軸ケーブ
ルを含むものであり、前記導電性センサーは、カンチレ
バーと探針との組合せからなり、前記制御装置は、前記
導電性センサーのカンチレバーの曲げ変位に関わる信号
を検出して前記導電性センサーの探針と試料面との相対
的な距離を制御し、試料面を走査して試料に関わる物理
情報を収集して画像化する機能を有するものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
より説明する。
【００２１】図７に示すように本発明に係る走査型マイ
クロ波顕微鏡は、マイクロ波発振器３２９，方向性結合
器３３０，同軸プローブ（同軸共振器）１００，検波器
３３１を構成要素に含むマイクロ波共振に関わる物理量
の測定系と、制御装置とを有する走査型マイクロ波顕微
鏡において、前記同軸プローブ１００は、開放端側の中
心導体１０７に導電性センサー１０９を備えた同軸ケー
ブル（或いは同軸コネクター）１０８を含むものであ
り、前記導電性センサー１０９は、カンチレバー１０９
ａと探針１０９ｂとの組合せから構成されており、前記
制御装置は、前記導電性センサー１０９のカンチレバー
１０９ａの曲げ変位に関わる信号を検出して前記導電性
センサー１０９の探針１０９ｂと試料３２５との相対的
な距離を制御し、試料面を走査して試料に関わる物理情
報を収集して画像化する機能を有するように構成されて
いる。
【００２２】前記制御装置は、前記導電性センサー１０
９のカンチレバー１０９ａの曲げ変位に関わる信号を検
出して前記導電性センサー１０９の探針１０９ｂと試料
３２５との相対的な距離を制御するために、同軸プロー
ブ１００のカンチレバー１０９ａの先端にレーザー光を
照射し、光テコによりカンチレバー１０９ａの曲げ変位
を検出し、試料３２５と探針１０９ｂとの相対的な距離
をサブナノメートルの分解能で制御する制御系を付加す
るとともに、前記探針１０９ｂと試料３２５とを相対的
に走査してトポグラフィーと試料面素片に関わる同軸プ
ローブ１００と試料３２５の電気的なカップリングに関
わる共振特性を測定して画像化するようになっている。
【００２３】前記制御装置が有する制御系には、レーザ
ー光源３２０，分割フォトダイオード３２１，位置検出
器３２２，誤差増幅器３２３，帰還制御器３２４，アク
チュエーター３２６，コンピューター３２７が含まれて
いる。
【００２４】図７に示す本発明に係る同軸プローブ１０
０を用いた走査型マイクロ波顕微鏡について説明する。
【００２５】図７に示すように同軸プローブ１００に備
えた導電性センサー１０９の先端ではレーザー光源３２
０からの光を受けて反射し、その反射光は分割フォトダ
イオード３２１により受光され、位置検出器３２２は分
割フォトダイオード３２１により受光された信号に基い
て導電性センサー１０９の先端の変位に関わる信号Ｖｃ
を出力する。
【００２６】位置検出器３２２から出力された信号Ｖｃ
と設定値であるＶｓｐとの差が誤差増幅器３２３により
増幅され、その増幅された信号が帰還制御器３２４を経
てアクチュエーター３２６に入力され、アクチュエータ
ー３２６は同軸プローブ１００の探針１０９ｂと試料３
２５との相対的な距離を定常的に制御する。
【００２７】このように同軸プローブ１００の探針１０
９ｂと試料３２５との相対的な距離が制御されている状
態で、コンピューター３２７はマイクロ波発振器３２９
にマイクロ波を送出するように指示し、マイクロ波発振
器３２９から発振されたマイクロ波は方向性結合器３３
０を通って同軸ケーブル１０８により構成される同軸共
振器に電気的な共振を引き起こす。
【００２８】方向性結合器３３０を通して伝送される試
料３２５からの反射波の振幅を検波器３３１によって検
出し、その検出された振幅に基いてコンピューター３２
７はマイクロ波発振器３２９の発振周波数を共振の中心
に保持するよう制御することにより同軸プローブ１００
の共振状態が保持される。
【００２９】コンピューター３２７は走査のための信号
をアクチュエーター３２８に送出するとともに表面凹凸
に関わるアクチュエーター３２６への制御信号を収集
し、共振状態の保持に要するマイクロ波周波数（すなわ
ち共振周波数）、及び反射マイクロ波の（損失に関わ
る）振幅（検波器３３１の出力）を走査とともに収集し
てそれぞれ画像化する。
【００３０】次に図７に示す本発明に係る走査型マイク
ロ波顕微鏡に用いる同軸プローブ１００の具体例を図１
〜図６を用いて説明する。
【００３１】（実施形態１）図１（ａ）は、本発明の実
施形態１に係る同軸プローブの中心導体の軸を含む面で
断面した平面図、（ｂ）は同側面図である。
【００３２】図１に示す本発明の実施形態１に係る同軸
プローブ１００は、同軸共振器を構成する同軸ケーブル
１０８の開放端側の中心導体１０７に導電性センサー１
０９を平面導波路１０１を介して電気的に接続したもの
である。
【００３３】前記平面導波路１０１は、基板１０１ａ
と、前記基板１０１ａに形成されたストリップライン１
０１ｂから構成されている。前記導電性センサー１０９
は、片持ち梁構造のカンチレバー１０９ａと、カンチレ
バー１０９ａの自由端に設けられた探針１０９ｂとの組
合せから構成されている。
【００３４】前記カンチレバー１０９ａの一端はストリ
ップライン１０１ｂの一端に電気的に接続され、ストリ
ップライン１０１ｂの他端は同軸ケーブル１０８の中心
導体１０７に電気的に接続されている。
【００３５】同軸ケーブル１０８の開放端中心導体１０
７に先端の鋭い導電性探針１０９ｂを組み込み、さらに
その探針１０９ｂの変位を敏感に検知することを目的と
して、およそ４ｍｍ角ほどの基板１０１ａ上にストリッ
プライン１０１ｂを形成し、支持体（数ｍｍ角、厚み
０．５ｍｍ）１０５と一体のカンチレバー１０９ａの一
端をストリップライン１０１ｂの一端にＩｎ合金により
電気的に、そのストリップライン１０１ｂの他端を同軸
ケーブル１０８の中心導体１０７に接続している。
【００３６】支持体１０５とカンチレバー１０９ａは同
軸ケーブル１０８の開放端側中心導体１０７の延長線上
にあって、その中心導体１０７の軸から僅かに傾いてお
り、探針１０９ｂが試料に極めて接近しても同軸ケーブ
ル１０８及び基板１０１ａが試料に接触しないように構
成される。
【００３７】さらに本発明の実施形態１によれば、試料
・探針間の距離を原子間力顕微鏡で一般的なレベルまで
接近あるいは接触させて、表面凹凸に沿って電気インピ
ーダンスを測定することができる。
【００３８】（実施形態２）図２（ａ）は、本発明の実
施形態２に係る同軸プローブを示す平面図、（ｂ）は同
側面図である。
【００３９】図２に示す本発明の実施形態２に係る同軸
プローブは、同軸共振器を構成する同軸ケーブル１０８
の開放端側の中心導体（図示略、図１に示す中心導体１
０７に相当する。）に導電性センサー１０９を平面導波
路１０１を介して取付け取外し可能であって、かつ電気
的に接続したものである。
【００４０】前記平面導波路１０１は、基板１０１ａ
と、前記基板１０１ａに形成されたストリップライン１
０１ｂから構成されている。前記導電性センサー１０９
は、片持ち梁構造のカンチレバー１０９ａと、カンチレ
バー１０９ａの自由端に設けられた探針１０９ｂとの組
合せから構成されている。
【００４１】前記同軸ケーブル１０８はコネクタ１０８
ａを備えており、このコネクタ１０８ａに同軸コネクタ
２００が着脱可能に結合され、結合状態で同軸コネクタ
２００の図示しない中心導体が同軸ケーブル１０８の開
放端中心導体（１０７）に電気的に接続されるようにな
っている。
【００４２】前記導電性センサー１０９と平面導波路１
０１は同軸コネクタ２００に取付けられている。前記カ
ンチレバー１０９ａの一端はストリップライン１０１ｂ
の一端に電気的に接続され、ストリップライン１０１ｂ
の他端は同軸コネクタ２００の図示しない中心導体に電
気的に接続されている。
【００４３】同軸コネクタ２００の開放端中心導体に先
端の鋭い導電性探針１０９ｂを組み込み、さらにその探
針１０９ｂの変位を敏感に検知することを目的として、
およそ４ｍｍ角ほどの基板１０１ａ上にストリップライ
ン１０１ｂを形成し、支持体（数ｍｍ角、厚み０．５ｍ
ｍ）１０５と一体のカンチレバー１０９ａの一端をスト
リップライン１０１ｂの一端にＩｎ合金により電気的に
接続している。
【００４４】また支持体１０５とカンチレバー１０９ａ
は同軸コネクタ２００の開放端側中心導体の延長線上に
あって、その中心導体の軸から僅かに傾いており、探針
１０９ｂが試料に極めて接近しても同軸コネクタ２００
及び基板１０１ａが試料（３２５）に接触しないように
構成されている。
【００４５】したがって本発明の実施形態２によれば、
試料・探針間の距離を原子間力顕微鏡で一般的なレベル
まで接近あるいは接触させて、表面凹凸に沿った電気容
量を測定することができるとともに、同軸コネクタ２０
０を交換することにより、導電性センサー１０９と平面
導波路１０１を種々のものに交換することができるとい
う利点を有している。
【００４６】（実施形態３）図３（ａ）は、本発明の実
施形態３に係る同軸プローブの中心導体の軸を含む面で
断面した平面図、（ｂ）は同側面図である。
【００４７】図３に示す本発明の実施形態３は、図１に
示す本発明の実施形態１を改良したものである。図１に
示す実施形態１では導電性センサーを平面導波路に一体
に組付けたが、本実施形態３では取付け取外し可能とし
たものである。
【００４８】図３に示す本発明の実施形態３に係る同軸
プローブにおいて、同軸共振器を構成する同軸ケーブル
１０８の開放端側の中心導体１０７に導電性センサー１
０９を平面導波路１０１を介して電気的に接続した構
成、及びその他の構成は、図１に示す実施形態と同一の
構成となっている。同一構成には同一番号を付してい
る。
【００４９】図３に示す実施形態３においては、同軸ケ
ーブル１０８の開放端に絶縁性のセンサーホルダー１１
１を取付け、前記センサーホルダー１１１に押付けネジ
１１２を設けている。
【００５０】そして前記センサーホルダー１１１に同軸
プローブ１００の支持体１０５を保持し、かつ支持体１
０５を押付けネジ１１２で締付けて、カンチレバー１０
９ａをストリップライン１０１ｂに電気的に導通させて
いる。
【００５１】したがって本発明の実施形態３によれば、
試料・探針間の距離を原子間力顕微鏡で一般的なレベル
まで接近あるいは接触させて、表面凹凸に沿った電気容
量を測定することができるとともに、同軸プローブ１０
０を交換することにより、導電性センサー１０９を種々
のものに交換することができるという利点を有してい
る。
【００５２】（実施形態４）図４（ａ）は、本発明の実
施形態４に係る同軸プローブの中心導体の軸を含む面で
断面した平面図、（ｂ）は同側面図である。
【００５３】図４に示す本発明の実施形態４は、図３に
示す実施形態３を改良したものであり、図４に示す本発
明の実施形態４は、実施形態３における絶縁性センサー
ホルダー１１１に小型圧電素子１１３を設け、その小型
圧電素子１１３の電極端子を外に引き出した構造とした
ものである。
【００５４】小型圧電素子１１３は接地電位の電極を間
に置いてセンサーホルダー１１１と一体であり、押付け
ネジ１１２はセンサーホルダー１１１と小型圧電素子１
１３と支持体１０５を押付け、かつカンチレバー１０９
ａをストリップライン１０１ｂに電気的に導通させてい
る。
【００５５】したがって本発明の実施形態４によれば、
押付けネジ１１２を緩めれば同軸プローブ１００を取り
外しできる。さらに小型圧電素子１１３から引出した電
極端子１１４に同軸プローブ１００の力学的共振周波数
近傍の周波数の交流電圧を印加することにより、同軸プ
ローブ１００に共振的な曲げ運動を誘起することがで
き、探針１０９ｂの先端を試料面と周期的に接触させる
ことができるという利点を有している。
【００５６】（実施形態５）図５（ａ）は、本発明の実
施形態５に係る同軸プローブの中心導体の軸を含む面で
断面した平面図、（ｂ）は同側面図である。
【００５７】図５に示す本発明の実施形態５は、図４に
示す実施形態４を改良したものであり、図５に示す本発
明の実施形態５は、実施形態４における同軸プローブを
取付け取外す機構を例えば板バネあるいはスプリングな
どとセンサーホルダーとで構成したものである。
【００５８】図５に示す本発明の実施形態５では、探針
１０９ｂとカンチレバー１０９ａを支持する導電性セン
サー１０９は絶縁性のセンサホルダー１１１にバネ１１
５とレバー１１６の力により押さえられ基板１０１ａの
ストリップライン１０１ｂと電気的に接続される。
【００５９】ストリップライン１０１ｂは同軸ケーブル
１０８の中心導体１０７に接続されている。センサホル
ダー１１１に前記実施態様４と同様に小型圧電素子１１
３を設ければプローブ１００に共振的な曲げ振動を誘起
することができる。
【００６０】したがって本発明の実施形態５によれば、
レバー１１６を押開くと同軸プローブ１００を取外すこ
とができる。
【００６１】（実施形態６）図６（ａ）は、本発明の実
施形態６に係る同軸プローブの中心導体の軸を含む面で
断面した平面図、（ｂ）は同側面図である。
【００６２】図６に示す本発明の実施形態６に係る同軸
プローブは、同軸共振器を構成する同軸ケーブル（或い
は同軸コネクタ）１０８の中心導体１０７の開放端側に
導電性センサー１０９を一体に形成したものである。
【００６３】また前記導電性センサー１０９は、前記同
軸ケーブル１０８の開放端側の中心導体１０７を延長し
て構成したカンチレバー１０９ａと、カンチレバー１０
９ａの先端側を屈曲し、かつその屈曲先端を先鋭化して
構成した探針１０９ｂとの組合せからなるものである。
【００６４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、試
料と同軸プローブとの距離を原子間力顕微鏡で一般的な
レベルまで接近あるいは接触させて、試料表面の凹凸に
沿った電気容量の測定を行うことができる。
【００６５】さらに例えば原子間力顕微鏡で使用する導
電性センサーの交換を行うことができ、測定に最適な同
軸プローブを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の実施形態１に係る同軸プロ
ーブの中心導体の軸を含む面で断面した平面図、（ｂ）
は同側面図である。
【図２】（ａ）は、本発明の実施形態２に係る同軸プロ
ーブを示す平面図、（ｂ）は同側面図である。
【図３】（ａ）は、本発明の実施形態３に係る同軸プロ
ーブの中心導体の軸を含む面で断面した平面図、（ｂ）
は同側面図である。
【図４】（ａ）は、本発明の実施形態４に係る同軸プロ
ーブの中心導体の軸を含む面で断面した平面図、（ｂ）
は同側面図である。
【図５】（ａ）は、本発明の実施形態５に係る同軸プロ
ーブの中心導体の軸を含む面で断面した平面図、（ｂ）
は同側面図である。
【図６】（ａ）は、本発明の実施形態６に係る同軸プロ
ーブの中心導体の軸を含む面で断面した平面図、（ｂ）
は同側面図である。
【図７】本発明に係る走査型マイクロ波顕微鏡を示す構
成図である。
【符号の説明】
１００ 同軸プローブ １００ａ 基板 １０１ｂ ストリップライン １０５ 支持体 １０７ 中心導体 １０８ 同軸ケーブル １０９ 導電性センサー １０９ａ カンチレバー １０９ｂ 探針 ２００ 同軸コネクタ ３２２ 位置検出器 ３２３ 誤差増幅器 ３２４ 帰還制御器 ３２９ マイクロ波発信機 ３３０ 方向性結合器 ３３１ 検波器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内藤 裕一 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−164514（ＪＰ，Ａ) 米国特許5821410（ＵＳ，Ａ) 米国特許5900618（ＵＳ，Ａ) 国際公開99／16102（ＷＯ，Ａ１) Ｃ．Ｐ．Ｖｌａｈａｃｏｓ，Ｑｕａｎ ｔｉｔａｔｉｖｅ ｔｏｐｏｇｒａｐｈ ｉｃ ｉｍａｇｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ａ ｎｅａｒ−ｆｉｅｌｄ ｓｃａｎｎｉ ｎｇ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｍｉｃｒｏ ｓｃｏｐｅ，ＡＰＰＬＩＥＤ ＰＨＹＳ ＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ，米国，Ａｍｅ ｒｉｃａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ，1998年，ＶＯＬＵＭ Ｅ 72． ＮＵＭＢＥＲ 14，ｐ．1778 −1780 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 13/10 - 13/24 G12B 21/00 - 21/24 G01B 15/00 - 15/08

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 同軸ケーブル側或いは同軸コネクターの
    中心導体に平面導波路を介して導電性センサーを電気的
    に接続し同軸共振器を構成した同軸プローブであって、 前記導電性センサーは、片持ち梁構造のカンチレバー
    と、前記カンチレバーの自由端に設けられた探針との組
    合せからなるものである ことを特徴とする同軸プロー
    ブ。
  2. 【請求項２】 前記平面導波路は、基板と、前記基板に
    形成されたストリップラインから構成されたものである
    ことを特徴とする請求項１に記載の同軸プローブ。
  3. 【請求項３】 前記導電性センサーは、前記カンチレバ
    ーの力学的曲げ運動の共振周波数の近傍で励振されるこ
    とを特徴とする請求項１又は２に記載の同軸プローブ。
  4. 【請求項４】 前記導電性センサー及び／又は前記導電
    性センサーと一体である支持体は、取り外し取り付け可
    能であることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の
    同軸プローブ。
  5. 【請求項５】 導電性センサーを有する同軸プローブで
    あって、前記導電性センサーは、同軸ケーブル或いは同
    軸コネクターの中心導体を延長して構成したカンチレバ
    ーであって、該カンチレバーの先端側を屈曲し、かつそ
    の屈曲先端を先鋭化して構成した探針を含むことを特徴
    とする同軸プローブ。
  6. 【請求項６】 マイクロ波発振器，方向性結合器，同軸
    共振器，検波器を構成要素に含むマイクロ波共振に関わ
    る物理量の測定系と、制御装置とを有する走査型マイク
    ロ波顕微鏡において、 前記同軸共振器は、同軸の中心導体の一端に導電性セン
    サーを備えた同軸コネクター或いは同軸ケーブルを含む
    ものであり、 前記導電性センサーは、カンチレバーと探針との組合せ
    からなり、 前記制御装置は、前記導電性センサーのカンチレバーの
    曲げ変位に関わる信号を検出して前記導電性センサーの
    探針と試料面との相対的な距離を制御し、試料面を走査
    して試料に関わる物理情報を収集して画像化する機能を
    有するものであることを特徴とする走査型マイクロ波顕
    微鏡。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013544368A (ja) * 2010-11-29 2013-12-12 ブルカー ナノ インコーポレイテッド ピークフォースタッピングモードを使用して試料の物理的特性を測定するための方法および装置
US9207167B2 (en) 2008-11-13 2015-12-08 Bruker Nano, Inc. Peak force photothermal-based detection of IR nanoabsorption
US9213047B2 (en) 2008-11-13 2015-12-15 Bruker Nano, Inc. Method and apparatus of electrical property measurement using an AFM operating in peak force tapping mode
US9274139B2 (en) 2008-11-13 2016-03-01 Bruker Nano, Inc. Method and apparatus of operating a scanning probe microscope
US9291640B2 (en) 2008-11-13 2016-03-22 Bruker Nano, Inc. Method and apparatus of using peak force tapping mode to measure physical properties of a sample
US10845382B2 (en) 2016-08-22 2020-11-24 Bruker Nano, Inc. Infrared characterization of a sample using oscillating mode

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10003941A1 (de) * 2000-01-29 2001-08-09 Endress Hauser Gmbh Co Füllstandsmeßgerät
WO2003048355A1 (en) * 2001-11-30 2003-06-12 Wisconsin Alumni Research Foundation Method and apparatus for high frequency interfacing to biochemical membranes
DE10314560B4 (de) * 2003-03-31 2005-09-08 Siemens Ag Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen einer elektrischen Eigenschaft einer Probe
US7485857B2 (en) * 2006-09-11 2009-02-03 Wisconsin Alumni Research Foundation Microcoaxial probes made from strained semiconductor bilayers
US8760174B2 (en) * 2008-06-26 2014-06-24 Wright State University Evanescent microwave microscopy probe and methodology
JP5238575B2 (ja) * 2008-09-30 2013-07-17 東京エレクトロン株式会社 走査型粒子検出装置
FR2956484B1 (fr) * 2010-02-15 2012-04-20 Centre Nat Recherche Mesure du potentiel de surface d'un materiau.
WO2013016856A1 (zh) * 2011-07-29 2013-02-07 北京普析通用仪器有限责任公司 大气压接口离子源及质谱仪
JP6325896B2 (ja) * 2014-03-28 2018-05-16 株式会社キーエンス 光学式座標測定装置
TWI605716B (zh) * 2015-07-20 2017-11-11 李俊毅 裝載於一電子裝置的可拆卸式投影模組以及具有可拆卸式投影模組的電子裝置
JP6139620B2 (ja) * 2015-09-14 2017-05-31 株式会社アドバンテスト プローブ
CN113433348A (zh) * 2021-06-03 2021-09-24 中北大学 一种用于微波测试的探针

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5811026B2 (ja) * 1978-12-20 1983-03-01 富士通株式会社 回路試験用プロ−ブ
US4894612A (en) * 1987-08-13 1990-01-16 Hypres, Incorporated Soft probe for providing high speed on-wafer connections to a circuit
JPH05164514A (ja) 1991-12-19 1993-06-29 Advantest Corp トンネル顕微鏡及び原子間力顕微鏡両用探針
DE19604363A1 (de) 1995-02-23 1996-08-29 Zeiss Carl Fa Zusatzmodul zur ortsaufgelösten Fokusvermessung
US5936237A (en) * 1995-07-05 1999-08-10 Van Der Weide; Daniel Warren Combined topography and electromagnetic field scanning probe microscope
US6118282A (en) * 1995-12-19 2000-09-12 Endress & Hauser Gmbh & Co. Sensor apparatus
JPH09178760A (ja) 1995-12-26 1997-07-11 Hitachi Constr Mach Co Ltd 自走式走査型プローブ顕微鏡およびこれを含む複合装置
US5900618A (en) 1997-08-26 1999-05-04 University Of Maryland Near-field scanning microwave microscope having a transmission line with an open end
AU1061599A (en) 1997-09-22 1999-04-12 Regents Of The University Of California, The Scanning evanescent electro-magnetic microscope
US6386055B1 (en) * 1998-01-06 2002-05-14 Endress +Hauser Gmbh +Co. Sensor apparatus for transmitting electrical pulses from a signal line into and out of a vessel to measure a process variable—in order to be more informative
EP0971227B1 (en) * 1998-05-22 2009-11-25 National Research Development Corporation Process for moisture measurement
US6627461B2 (en) * 2001-04-18 2003-09-30 Signature Bioscience, Inc. Method and apparatus for detection of molecular events using temperature control of detection environment

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ｃ．Ｐ．Ｖｌａｈａｃｏｓ，Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃ ｉｍａｇｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ａ ｎｅａｒ−ｆｉｅｌｄ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，ＡＰＰＬＩＥＤ ＰＨＹＳＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ，米国，Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ，１９９８年，ＶＯＬＵＭＥ ７２． ＮＵＭＢＥＲ １４，ｐ．１７７８−１７８０

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9207167B2 (en) 2008-11-13 2015-12-08 Bruker Nano, Inc. Peak force photothermal-based detection of IR nanoabsorption
US9213047B2 (en) 2008-11-13 2015-12-15 Bruker Nano, Inc. Method and apparatus of electrical property measurement using an AFM operating in peak force tapping mode
US9274139B2 (en) 2008-11-13 2016-03-01 Bruker Nano, Inc. Method and apparatus of operating a scanning probe microscope
US9291640B2 (en) 2008-11-13 2016-03-22 Bruker Nano, Inc. Method and apparatus of using peak force tapping mode to measure physical properties of a sample
US9322842B2 (en) 2008-11-13 2016-04-26 Bruker Nano, Inc. Method and apparatus of operating a scanning probe microscope
US9810713B2 (en) 2008-11-13 2017-11-07 Bruker Nano, Inc. Method and apparatus of operating a scanning probe microscope
JP2013544368A (ja) * 2010-11-29 2013-12-12 ブルカー ナノ インコーポレイテッド ピークフォースタッピングモードを使用して試料の物理的特性を測定するための方法および装置
JP2016224070A (ja) * 2010-11-29 2016-12-28 ブルカー ナノ インコーポレイテッドＢｒｕｋｅｒ Ｎａｎｏ，Ｉｎｃ． ピークフォースタッピングモードを使用して試料の物理的特性を測定するための方法および装置
US10845382B2 (en) 2016-08-22 2020-11-24 Bruker Nano, Inc. Infrared characterization of a sample using oscillating mode

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