JP5226481B2 - 自己変位検出型カンチレバーおよび走査型プローブ顕微鏡 - Google Patents
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Description
また、探針とサンプルを近接させたままの状態で励起光を照射する必要がある走査型近接場顕微鏡の場合には、励起光により光ノイズが発生してしまい、距離制御が不可能であった。
<第1の実施形態>
図1に本発明の第1実施形態に係る自己変位検出型カンチレバー1の概観図を示す。図1(a)は探針が設けられている面の平面図であり後述する窒化シリコンよりなる絶縁膜7とアルミニウムの金属膜8を取り付ける前の状態である。また、図1(b)(c)はそれぞれ図1(a)のA-A線断面図、B-B線断面図であり絶縁膜7と金属膜8も取り付けられた状態である。
<第2の実施形態>
図4は本発明の第2実施形態に係る自己変位検出型カンチレバー50を示す。図4(a)は探針2が設けられている面の平面図であり後述する窒化シリコンよりなる絶縁膜51と銀の金属膜52を取り付ける前の状態である。また、図4(b)(c)はそれぞれ図4(a)のA-A線断面図、B-B線断面図であり絶縁膜51と金属膜52も取り付けられた状態である。
<第3の実施形態>
図6に第3の実施形態の自己変位検出型カンチレバー80を示す。図6(a)は探針2が設けられている面の平面図であり後述する絶縁膜81を取り付ける前の状態である。また、図6(b)(c)はそれぞれ図6(a)のA-A線断面図、B-B線断面図であり絶縁膜81が取り付けられた状態である。
<第4の実施形態>
図7に第4の実施形態の自己変位検出型カンチレバー85を示す。図7(a)は探針2が設けられている面の平面図であり後述する絶縁膜87と金属膜88とを取り付ける前の状態である。また、図7(b)(c)はそれぞれ図7(a)のA-A線断面図、B-B線断面図であり絶縁膜87と絶縁膜88が取り付けられた状態である。本実施形態においても、図4に示した第3実施形態と同じ機能を有する箇所は同一の符号を付け詳細な説明は省略する。
<第5の実施形態>
図8に本発明の第5の実施形態の液浸レンズを使用した走査型プローブ顕微鏡の概観図を示す。なお、図8では本実施形態に係わる主要部の構造のみ記載し光学顕微鏡や走査型プローブ顕微鏡の詳細な構造は省略する。
<その他の実施形態>
図1や図4、図7、図8の実施形態のカンチレバー1、50、85の外側の金属膜部分8、52、88に例えば金や白金、あるいはロジウムなどの導電性の被膜をコートし、導電性被膜を外部の検出器に接続することでサンプル表面の表面電位、電流、静電容量などの電気特性の測定も行うことができる。この場合にも導電性被膜8、52、88が遮光膜の機能も兼ねることができる。また例えば外部からサンプルに光を励起しながらサンプルの電流値の変化の測定などを行う場合にもサンプルの励起光によりカンチレバーの変位検出部にノイズが発生することを防止できる。
2 探針部
4 カンチレバー部
5 p型シリコン基板(変位検出部)
6 電極部
7、51、81、87 絶縁膜
8、52、88 金属膜(遮光膜、機能性被膜)
11 n型シリコン基板
13 メタルコンタクト部
20 走査型プローブ顕微鏡部
21 光学顕微鏡部
22、59 カンチレバーホルダ
23、56 サンプル
24 Z微動機構
25、54 サンプルホルダ
26 XY微動機構
27 XYステージ
28、60 Zステージ
29 走査型プローブ顕微鏡モジュール
30、55 対物レンズ
31 レボルバ
34、64 プリアンプ
36 レンズ
39 ハロゲン照明
40 レーザ顕微鏡(コンフォーカル顕微鏡)
41、68 分光器
53 近接場ラマン顕微鏡
56 レーザ
58 3軸微動機構
69 光強度検出器
86 酸化シリコン基板
89 開口部
96 液浸レンズ
97 溶液
Claims (16)
- 先端に探針を有し末端に基端部を有するカンチレバーと、前記カンチレバーに設けられ前記カンチレバーの変位を検出するための変位検出部と、前記変位検出部に接続され前記基端部に連通する電極部からなり、少なくとも前記カンチレバー上の電極部及び変位検出部に絶縁膜が設けられた自己変位検出型カンチレバーにおいて、
少なくとも前記探針が設けられた面側の絶縁膜全面に任意の材料による被膜が形成されたことを特徴とする自己変位検出型カンチレバー。 - 前記被膜が金属膜であることを特徴とする請求項1に記載の自己変位検出型カンチレバー。
- 前記絶縁膜が窒化シリコンまたは酸化シリコンであることを特徴とする請求項1又は2に記載の自己変位検出型カンチレバー。
- 前記被膜が、前記探針先端まで連続して被膜された請求項1乃至3のいずれかに記載の自己変位検出型カンチレバー。
- 前記被膜が導電性を有することを特徴とする請求項4に記載の自己変位検出型カンチレバー。
- 前記被膜が磁化膜であることを特徴とする請求項4又は5に記載の自己変位検出型カンチレバー。
- 前記被膜が光強度増強効果を有する膜であることを特徴とする請求項4乃至6のいずれかに記載の自己変位検出型カンチレバー。
- 前記絶縁膜及び/又は前記被膜が遮光膜である請求項1乃至7のいずれかに記載の自己変位検出型カンチレバー。
- 請求項1乃至8のいずれかに記載の自己変位検出型カンチレバーを使用した走査型プローブ顕微鏡。
- 請求項8に記載の自己変位検出型カンチレバーが照明装置を有する光学顕微鏡の光路上に配置され、前記照明装置によりサンプルに照明光を照射しながら、前記自己変位検出型カンチレバーにより走査型プローブ顕微鏡測定を同時に実施する光学顕微鏡複合型の走査型プローブ顕微鏡。
- 請求項8に記載の自己変位検出型カンチレバーがサンプル及び/又は探針に光を照射するための光源を有する走査型プローブ顕微鏡に使用され、前記光源により光を照射しながら、前記自己変位検出型カンチレバーにより走査型プローブ顕微鏡測定を同時に実施する走査型プローブ顕微鏡。
- 前記光源により前記自己変位検出型カンチレバーの探針先端近傍にエバネッセント場が形成されることを特徴とする請求項11に記載の走査型プローブ顕微鏡。
- 前記探針先端によりエバネッセント場を散乱させてサンプル表面の光学特性を測定することを特徴とする請求項12に記載の走査型プローブ顕微鏡。
- 前記自己変位検出型カンチレバーの探針先端に開口部を設け、前記探針の開口部以外を前記遮光膜により被膜し、前記開口部近傍にエバネッセント場を発生させてサンプル表面に照射し、または前記開口部よりエバネッセント光を集光することによりサンプル表面の光学特性を測定することを特徴とする請求項12に記載の走査型プローブ顕微鏡。
- 前記自己変位検出型カンチレバーの一部または全部を溶液中に浸して測定を行う請求項9乃至14のいずれかに記載の走査型プローブ顕微鏡。
- 液浸レンズを有し、前記液浸レンズとサンプルの間に溶液を満たし、該溶液中に前記自己変位検出型カンチレバーの一部または全部を浸して測定を行う請求項15に記載の走査型プローブ顕微鏡。
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