JP4834817B2 - 原子間力顕微鏡及び原子間力顕微鏡を用いた相互作用力測定方法 - Google Patents
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Description
a)試料表面の目的原子上での、探針先端と試料表面との間の距離Zと前記振動周波数の共振周波数からの変化量(周波数シフト)Δfとの関係を示す原子上Δfカーブを測定する原子上測定ステップと、
b)試料表面の原子欠陥上での、探針先端と試料表面との間の距離Zと前記振動周波数の共振周波数からの変化量Δfとの関係を示す欠陥上Δfカーブを測定する欠陥上測定ステップと、
c)前記原子上Δfカーブと前記欠陥上Δfカーブとの差である差分Δfカーブを計算する差演算ステップと、
d)前記差分Δfカーブにおける周波数変化量を相互作用力に変換する演算を行うことにより短距離相互作用力を求める変換演算ステップと、
を有することを特徴としている。
a)試料表面の所定領域を一次元的又は二次元的に走査しながら試料表面の凹凸観察像を形成して表示する凹凸観察像取得手段と、
b)前記凹凸観察像取得手段により表示された凹凸観察像上で少なくとも1つの目的原子及び1つの原子欠陥をユーザーが指定するための指定手段と、
c)試料表面にあって前記指定手段により指定された目的原子上での、探針先端と試料表面との間の距離Zと前記振動周波数の共振周波数からの変化量(周波数シフト)Δfとの関係を示す原子上Δfカーブを測定する原子上測定実行手段と、
d)試料表面にあって前記指定手段により指定された原子欠陥上での、探針先端と試料表面との間の距離Zと前記振動周波数の共振周波数からの変化量Δfとの関係を示す欠陥上Δfカーブを測定する欠陥上測定実行手段と、
e)前記原子上Δfカーブと前記欠陥上Δfカーブとの差である差分Δfカーブを計算する差演算手段と、
f)前記差分Δfカーブにおける周波数変化量を相互作用力に変換する演算を行うことにより短距離相互作用力を求める変換演算手段と、
を備えることを特徴としている。
a)試料表面の所定領域を一次元的又は二次元的に走査しながら試料表面の凹凸観察像を形成する凹凸観察像取得手段と、
b)前記凹凸観察像を画像解析することで少なくとも1つの目的原子及び1つの原子欠陥を抽出する抽出手段と、
c)試料表面にあって前記抽出手段により抽出された目的原子上での、探針先端と試料表面との間の距離Zと前記振動周波数の共振周波数からの変化量(周波数シフト)Δfとの関係を示す原子上Δfカーブを測定する原子上測定実行手段と、
d)試料表面にあって前記抽出手段により抽出された原子欠陥上での、探針先端と試料表面との間の距離Zと前記振動周波数の共振周波数からの変化量Δfとの関係を示す欠陥上Δfカーブを測定する欠陥上測定実行手段と、
e)前記原子上Δfカーブと前記欠陥上Δfカーブとの差である差分Δfカーブを計算する差演算手段と、
f)前記差分Δfカーブにおける周波数変化量を相互作用力に変換する演算を行うことにより短距離相互作用力を求める変換演算手段と、
を備えることを特徴としている。
a)試料表面の所定領域を一次元的又は二次元的に走査しながら試料表面の凹凸観察像を形成する凹凸観察像取得手段と、
b)試料表面にあって決められた位置での、探針先端と試料表面との間の距離Zと前記振動周波数の共振周波数からの変化量(周波数シフト)Δfとの関係を示す原子上Δfカーブを測定する原子上測定実行手段と、
c)前記凹凸観察像を画像解析することで前記原子上測定実行手段により測定が行われる又は測定が行われた位置に近接する原子欠陥を抽出する抽出手段と、
d)試料表面にあって前記抽出手段により抽出された原子欠陥上での、探針先端と試料表面との間の距離Zと前記振動周波数の共振周波数からの変化量Δfとの関係を示す欠陥上Δfカーブを測定する欠陥上測定実行手段と、
e)前記原子上Δfカーブと前記欠陥上Δfカーブとの差である差分Δfカーブを計算する差演算手段と、
f)前記差分Δfカーブにおける周波数変化量を相互作用力に変換する演算を行うことにより前記位置における短距離相互作用力を求める変換演算手段と、
を備えることを特徴としている。
2…探針
3…圧電素子
4…加振制御部
5…試料支持台
6…垂直位置走査部
7…水平位置走査部
8…変位検出部
9…FM復調部
10…垂直位置制御部
11…水平位置制御部
12…主制御部
13…操作部
14…表示部
15…画像処理部
16…相互作用力算出処理部
17…原子/欠陥識別処理部
Claims (7)
- 試料表面に近づけた探針を保持するカンチレバーを共振周波数で振動させたときに、試料表面の原子と探針先端との間に働く相互作用によって変化する前記探針を保持するカンチレバーの振動周波数を検出する周波数変調検出方式の原子間力顕微鏡において、
a)試料表面の所定領域を一次元的又は二次元的に走査しながら試料表面の凹凸観察像を形成して表示する凹凸観察像取得手段と、
b)前記凹凸観察像取得手段により表示された凹凸観察像上で少なくとも1つの目的原子及び1つの原子欠陥をユーザーが指定するための指定手段と、
c)試料表面にあって前記指定手段により指定された目的原子上での、探針先端と試料表面との間の距離Zと前記振動周波数の共振周波数からの変化量Δfとの関係を示す原子上Δfカーブを測定する原子上測定実行手段と、
d)試料表面にあって前記指定手段により指定された原子欠陥上での、探針先端と試料表面との間の距離Zと前記振動周波数の共振周波数からの変化量Δfとの関係を示す欠陥上Δfカーブを測定する欠陥上測定実行手段と、
e)前記原子上Δfカーブと前記欠陥上Δfカーブとの差である差分Δfカーブを計算する差演算手段と、
f)前記差分Δfカーブにおける周波数変化量を相互作用力に変換する演算を行うことにより短距離相互作用力を求める変換演算手段と、
を備えることを特徴とする原子間力顕微鏡。 - 試料表面に近づけた探針を保持するカンチレバーを共振周波数で振動させたときに、試料表面の原子と探針先端との間に働く相互作用によって変化する前記探針を保持するカンチレバーの振動周波数を検出する周波数変調検出方式の原子間力顕微鏡において、
a)試料表面の所定領域を一次元的又は二次元的に走査しながら試料表面の凹凸観察像を形成する凹凸観察像取得手段と、
b)前記凹凸観察像を画像解析することで少なくとも1つの目的原子及び1つの原子欠陥を抽出する抽出手段と、
c)試料表面にあって前記抽出手段により抽出された目的原子上での、探針先端と試料表面との間の距離Zと前記振動周波数の共振周波数からの変化量Δfとの関係を示す原子上Δfカーブを測定する原子上測定実行手段と、
d)試料表面にあって前記抽出手段により抽出された原子欠陥上での、探針先端と試料表面との間の距離Zと前記振動周波数の共振周波数からの変化量Δfとの関係を示す欠陥上Δfカーブを測定する欠陥上測定実行手段と、
e)前記原子上Δfカーブと前記欠陥上Δfカーブとの差である差分Δfカーブを計算する差演算手段と、
f)前記差分Δfカーブにおける周波数変化量を相互作用力に変換する演算を行うことにより短距離相互作用力を求める変換演算手段と、
を備えることを特徴とする原子間力顕微鏡。 - 請求項2に記載の原子間力顕微鏡であって、所定範囲内に含まれる全て又は一部の原子について順次、前記短距離相互作用力を求めることで該所定範囲内の前記短距離相互作用力の分布を示す情報を作成する分布情報作成手段をさらに備えることを特徴とする原子間力顕微鏡。
- 試料表面に近づけた探針を保持するカンチレバーを共振周波数で振動させたときに、試料表面の原子と探針先端との間に働く相互作用によって変化する前記探針を保持するカンチレバーの振動周波数を検出する周波数変調検出方式の原子間力顕微鏡において、
a)試料表面の所定領域を一次元的又は二次元的に走査しながら試料表面の凹凸観察像を形成する凹凸観察像取得手段と、
b)試料表面にあって決められた位置での、探針先端と試料表面との間の距離Zと前記振動周波数の共振周波数からの変化量Δfとの関係を示す原子上Δfカーブを測定する原子上測定実行手段と、
c)前記凹凸観察像を画像解析することで前記原子上測定実行手段により測定が行われる又は測定が行われた位置に近接する原子欠陥を抽出する抽出手段と、
d)試料表面にあって前記抽出手段により抽出された原子欠陥上での、探針先端と試料表面との間の距離Zと前記振動周波数の共振周波数からの変化量Δfとの関係を示す欠陥上Δfカーブを測定する欠陥上測定実行手段と、
e)前記原子上Δfカーブと前記欠陥上Δfカーブとの差である差分Δfカーブを計算する差演算手段と、
f)前記差分Δfカーブにおける周波数変化量を相互作用力に変換する演算を行うことにより前記位置における短距離相互作用力を求める変換演算手段と、
を備えることを特徴とする原子間力顕微鏡。 - 請求項4に記載の原子間力顕微鏡であって、所定範囲内に複数設定された各位置について順次、前記短距離相互作用力を求めることで該所定範囲内の前記短距離相互作用力の分布を示す情報を作成する分布情報作成手段をさらに備えることを特徴とする原子間力顕微鏡。
- 試料表面に近づけた探針を保持するカンチレバーを共振周波数で振動させたときに、試料表面の原子と探針先端との間に働く相互作用によって変化する前記探針を保持するカンチレバーの振動周波数を検出する周波数変調検出方式の原子間力顕微鏡を用いて、試料表面の原子と探針先端との間に働く短距離相互作用力を測定する測定方法であって、
a)試料表面の目的原子上での、探針先端と試料表面との間の距離Zと前記振動周波数の共振周波数からの変化量Δfとの関係を示す原子上Δfカーブを測定する原子上測定ステップと、
b)試料表面の原子欠陥上での、探針先端と試料表面との間の距離Zと前記振動周波数の共振周波数からの変化量Δfとの関係を示す欠陥上Δfカーブを測定する欠陥上測定ステップと、
c)前記原子上Δfカーブと前記欠陥上Δfカーブとの差である差分Δfカーブを計算する差演算ステップと、
d)前記差分Δfカーブにおける周波数変化量を相互作用力に変換する演算を行うことにより短距離相互作用力を求める変換演算ステップと、
を有することを特徴とする、原子間力顕微鏡を用いた相互作用力測定方法。 - 請求項6に記載の、原子間力顕微鏡を用いた相互作用力測定方法であって、前記原子上測定ステップ及び前記欠陥上測定ステップでは、最大で1nm以下の距離Zの範囲のΔfカーブを求めることを特徴とする、原子間力顕微鏡を用いた相互作用力測定方法。
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