JPH02134503A - 走査型トンネル顕微鏡 - Google Patents
走査型トンネル顕微鏡Info
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- JPH02134503A JPH02134503A JP63289273A JP28927388A JPH02134503A JP H02134503 A JPH02134503 A JP H02134503A JP 63289273 A JP63289273 A JP 63289273A JP 28927388 A JP28927388 A JP 28927388A JP H02134503 A JPH02134503 A JP H02134503A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、走査型トンネル顕微鏡に関するものである
。
。
第４図は例えば、表面科学、第８巻、第１８（１９８１
年）、第２頁〜第１３頁に示され九従来の走査型トンネ
ル顕微鏡を示す構成図であシ、（１）は真空チェンバー
、（２）はチェンバー（１）内に充填された空気、（３
）はステージ、（４）は試料、（５）は先端部全試料（
４）と対向するように配置された探針、（６）は圧電素
子、（７）はトンネル電流、（８）は走査系である。図
中、矢印Ａは排気力向を示す。
年）、第２頁〜第１３頁に示され九従来の走査型トンネ
ル顕微鏡を示す構成図であシ、（１）は真空チェンバー
、（２）はチェンバー（１）内に充填された空気、（３
）はステージ、（４）は試料、（５）は先端部全試料（
４）と対向するように配置された探針、（６）は圧電素
子、（７）はトンネル電流、（８）は走査系である。図
中、矢印Ａは排気力向を示す。
次に動作Ｐ（ついて説明する。防振機能を有するステー
ジ（３）の上に試料（４）を＃！Ｉ１１置する。試料（
４）の表面から約ｌＯオングストローム程度ｌ！Ｉ！１
ｆ″Ｌ喪所に、例えばタングステン製の探針（５）を設
けている。真空チェンバー＜１）内をｖＦ気系（図示せ
ず）によシ矢印Ａ力向に排気して１０ ｔｏｒｒ程度
の超ＡＸ空にする。
ジ（３）の上に試料（４）を＃！Ｉ１１置する。試料（
４）の表面から約ｌＯオングストローム程度ｌ！Ｉ！１
ｆ″Ｌ喪所に、例えばタングステン製の探針（５）を設
けている。真空チェンバー＜１）内をｖＦ気系（図示せ
ず）によシ矢印Ａ力向に排気して１０ ｔｏｒｒ程度
の超ＡＸ空にする。
試料（４）をアースとし、探針（５）に負の電圧をかけ
るとトンネル電流（７） ７５ｊ流れる。このトンネル
′成流（７）を検出し、トンネル電流（７）が一定にな
るように探針（５）を圧電素子（６）により試料（４）
の表面に垂直に移動させる。これと同時に走査系（８７
により探針（５） （ｉ：試料（４）の表面と平行に移
動（走査）きせる。この時の試料（４）の表面との垂直
及び平行方向の移＃Ｉｉよから試料（４）の表面原子の
配列を検出する。
るとトンネル電流（７） ７５ｊ流れる。このトンネル
′成流（７）を検出し、トンネル電流（７）が一定にな
るように探針（５）を圧電素子（６）により試料（４）
の表面に垂直に移動させる。これと同時に走査系（８７
により探針（５） （ｉ：試料（４）の表面と平行に移
動（走査）きせる。この時の試料（４）の表面との垂直
及び平行方向の移＃Ｉｉよから試料（４）の表面原子の
配列を検出する。
従来の走査型トンネル顕微ｇ８は以上のように構成され
ているので、探針（５）と試料（４）表面の同がｌＯオ
ングストローム程度と狭く、更に探針（５）の先が非常
に細くなっているため、探針（５）と試料（４）が触れ
て探針（５）が破損しやすい。従来の走査型トンネル顕
微鏡では、破損のたびに探針（５）を交換することが必
要で、また探針（５）の交換の際には、１０’ ｔｏｒ
ｒ程度の超高真空を解除しなければならず、再び１Ｏ−
８ｔｏｒｒ程度の超高真空にするには、多くの時間を費
やさなければならないなどの問題点がめった。
ているので、探針（５）と試料（４）表面の同がｌＯオ
ングストローム程度と狭く、更に探針（５）の先が非常
に細くなっているため、探針（５）と試料（４）が触れ
て探針（５）が破損しやすい。従来の走査型トンネル顕
微鏡では、破損のたびに探針（５）を交換することが必
要で、また探針（５）の交換の際には、１０’ ｔｏｒ
ｒ程度の超高真空を解除しなければならず、再び１Ｏ−
８ｔｏｒｒ程度の超高真空にするには、多くの時間を費
やさなければならないなどの問題点がめった。
この発明は上記のような問題点を解消するためにな式れ
たもので、探針が破損しても探針を交換する必要がなく
、更に探針を交換しないので、１Ｏ−８ｔｏｒｒ程度の
超高真空を解除する必要もない走査型トンネル顕微鏡を
得ることを目的としたものである。
たもので、探針が破損しても探針を交換する必要がなく
、更に探針を交換しないので、１Ｏ−８ｔｏｒｒ程度の
超高真空を解除する必要もない走査型トンネル顕微鏡を
得ることを目的としたものである。
この発明に係る走査型トンネル顕微鏡は、内部に試料を
配置する真空チェンバー この真空チェンバー内でその
先端部が試料に対向するように配置され、試料との闇に
トンネル電流を流すように構成式れる探針、及びこの探
針を整形する加工機構を備えたものである。
配置する真空チェンバー この真空チェンバー内でその
先端部が試料に対向するように配置され、試料との闇に
トンネル電流を流すように構成式れる探針、及びこの探
針を整形する加工機構を備えたものである。
この発明における走査型トンネル顕微鏡は、探針を再加
工する加工機構を備えているため、探針が破損しても探
針を交換する必要がない。更に探針を交換しないので、
１Ｏ−８ｔｏｒｒ程度の超高真空を解除する必要がなく
、時開内々ロスなどを大幅に改善することができる。
工する加工機構を備えているため、探針が破損しても探
針を交換する必要がない。更に探針を交換しないので、
１Ｏ−８ｔｏｒｒ程度の超高真空を解除する必要がなく
、時開内々ロスなどを大幅に改善することができる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一′ｉＡＭ１例による走査型トンネル顕
微鏡を示す構成図であ）、図において、（９） ＃ｉレ
ーザ発生器、ｇｏはレーザ発生器（９）の出力部、りは
光学系、Ｏ諺はレーザ光、０１は光学系（Ｉ］）によシ
集光され九レーザ光である。図中、矢印Ａはυト気の方
向を示す。
図はこの発明の一′ｉＡＭ１例による走査型トンネル顕
微鏡を示す構成図であ）、図において、（９） ＃ｉレ
ーザ発生器、ｇｏはレーザ発生器（９）の出力部、りは
光学系、Ｏ諺はレーザ光、０１は光学系（Ｉ］）によシ
集光され九レーザ光である。図中、矢印Ａはυト気の方
向を示す。
レーザ発生器（９）１光学系Ｑυで操針（５）を再加工
する探針加工機構を構成している。また、（１）〜（８
）は従来装置と同一、又は相当部分を示すものである。
する探針加工機構を構成している。また、（１）〜（８
）は従来装置と同一、又は相当部分を示すものである。
以下、動作について説明する。従来技術と同様に走査型
トンネル顕倣鏡で試料（４）の表面の原子の配列を調べ
ようとしたところ、探針（５）が試料（４）の表面と接
触してしまい、第２図に示すように探針（５）の先端が
破損してしまったとする。第１図に示すようＶＣシレー
発生器（９）の出力部ＱＯと光学系Ｏυが真空チェンバ
ー（１）の中にアシ、出力部Ｏ０より放射されたレーザ
光α埠は光学系αυによって集光されてレーザ光α］と
なシ、探針（５）の先端部に集光式れる（、従って、第
３図に示すように、レーザの集光光（ロ）で破損した探
針（５）を照射することによυ、破損した探針（５）は
探針（５つのように再加工される０この後、再び上記で
述べたように試料（４）の表面の原子配列を調べること
ができる。
トンネル顕倣鏡で試料（４）の表面の原子の配列を調べ
ようとしたところ、探針（５）が試料（４）の表面と接
触してしまい、第２図に示すように探針（５）の先端が
破損してしまったとする。第１図に示すようＶＣシレー
発生器（９）の出力部ＱＯと光学系Ｏυが真空チェンバ
ー（１）の中にアシ、出力部Ｏ０より放射されたレーザ
光α埠は光学系αυによって集光されてレーザ光α］と
なシ、探針（５）の先端部に集光式れる（、従って、第
３図に示すように、レーザの集光光（ロ）で破損した探
針（５）を照射することによυ、破損した探針（５）は
探針（５つのように再加工される０この後、再び上記で
述べたように試料（４）の表面の原子配列を調べること
ができる。
この実施例によれば、探針を交換する必要がなく、更に
１Ｏ−８ｔｏｒｒ程度の超高真空を解除する必要がない
ので、時間的なロスを大幅に改善することができる。
１Ｏ−８ｔｏｒｒ程度の超高真空を解除する必要がない
ので、時間的なロスを大幅に改善することができる。
なお、上記実施例では再加工の機構としてレーザ光を用
いたものを示したが、再加工に電子ビームを用いてもよ
い。あるいは、再加工にイオンビームを用いてもよい。
いたものを示したが、再加工に電子ビームを用いてもよ
い。あるいは、再加工にイオンビームを用いてもよい。
あるいはエツチングガスによシ探針金削って再加工して
もよい。
もよい。
また、上記実施例では、再加工の機構、例えばレーザの
出力部や光学系を真空チェンバー内に設けたが、これら
再加工の機構を真空チェンバーの外に設け、観測窓等を
通して探針を再加工してもよい。
出力部や光学系を真空チェンバー内に設けたが、これら
再加工の機構を真空チェンバーの外に設け、観測窓等を
通して探針を再加工してもよい。
以上のように、この発明によれば、内部に試料を配置す
る真空チェンバー この真空チェンバー内でその先ＤＩ
ＡＩ部が試料に対向するように配置され、試料との同に
トンネル電流ｔ流を流すように構成きれる探針、及びこ
の探針を整形する加工機構を備えたことにより、探針を
交換する必要がなく、゛また超高真空を解除する必要も
ないので、装置の操作が大幅に容易にできる走査型トン
ネル顕微鏡が得られる効果がある。
る真空チェンバー この真空チェンバー内でその先ＤＩ
ＡＩ部が試料に対向するように配置され、試料との同に
トンネル電流ｔ流を流すように構成きれる探針、及びこ
の探針を整形する加工機構を備えたことにより、探針を
交換する必要がなく、゛また超高真空を解除する必要も
ないので、装置の操作が大幅に容易にできる走査型トン
ネル顕微鏡が得られる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による走査型トンネル顕微
ａを示す構成図、第２図は破損した探針を示す説明図、
第３図は破損した探針がレーザにより再加工されるとこ
ろを示す説明図、第４図は従来の走査型トンネル顕微鏡
を示す構成図である。 （１）・・・真空チェンバー、（４）・・・試料、（５
〕・・・探針、（９）・・・レーザ発生器、αυ・・・
光学系、（６）、 ＤＩ・・・レーザ光。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
ａを示す構成図、第２図は破損した探針を示す説明図、
第３図は破損した探針がレーザにより再加工されるとこ
ろを示す説明図、第４図は従来の走査型トンネル顕微鏡
を示す構成図である。 （１）・・・真空チェンバー、（４）・・・試料、（５
〕・・・探針、（９）・・・レーザ発生器、αυ・・・
光学系、（６）、 ＤＩ・・・レーザ光。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 内部に試料を配置する真空チェンバー、この真空チェン
バー内でその先端部が上記試料に対向するように配置さ
れ、上記試料との間にトンネル電流を流すように構成さ
れる探針、及びこの探針を整形する加工機構を備えた走
査型トンネル顕微鏡。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63289273A JPH02134503A (ja) | 1988-11-15 | 1988-11-15 | 走査型トンネル顕微鏡 |
| US07/399,849 US5038034A (en) | 1988-11-15 | 1989-08-29 | Scanning tunneling microscope |
| DE3937722A DE3937722C2 (de) | 1988-11-15 | 1989-11-13 | Abtast-Tunnelstrommikroskop |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63289273A JPH02134503A (ja) | 1988-11-15 | 1988-11-15 | 走査型トンネル顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02134503A true JPH02134503A (ja) | 1990-05-23 |
Family
ID=17741030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63289273A Pending JPH02134503A (ja) | 1988-11-15 | 1988-11-15 | 走査型トンネル顕微鏡 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5038034A (ja) |
| JP (1) | JPH02134503A (ja) |
| DE (1) | DE3937722C2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5304924A (en) * | 1989-03-29 | 1994-04-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Edge detector |
| DE9005786U1 (de) * | 1990-05-21 | 1990-08-30 | Forschungszentrum Jülich GmbH, 52428 Jülich | Anordnung zum In-situ-Ausglühen von Emissions- oder Tunnelspitzen |
| ES2029426A6 (es) * | 1991-03-22 | 1992-08-01 | Univ Madrid | Obtencion de una fuente atomica de iones metalicos produciendo una fusion superficial por medio de un campo electrico. |
| US5679952A (en) * | 1994-05-23 | 1997-10-21 | Hitachi, Ltd. | Scanning probe microscope |
| JP3417721B2 (ja) * | 1995-04-04 | 2003-06-16 | 三菱電機株式会社 | 走査プローブ顕微鏡の使用方法 |
| US5874668A (en) * | 1995-10-24 | 1999-02-23 | Arch Development Corporation | Atomic force microscope for biological specimens |
| EP1146376A1 (en) * | 2000-04-12 | 2001-10-17 | Triple-O Microscopy GmbH | Method and apparatus for the controlled conditioning of scanning probes |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL7213355A (ja) * | 1972-10-03 | 1974-04-05 | ||
| CH643397A5 (de) * | 1979-09-20 | 1984-05-30 | Ibm | Raster-tunnelmikroskop. |
| DE3572030D1 (en) * | 1985-03-07 | 1989-09-07 | Ibm | Scanning tunneling microscope |
| US4798989A (en) * | 1986-09-26 | 1989-01-17 | Research Development Corporation | Scanning tunneling microscope installed in electron microscope |
| EP0262253A1 (en) * | 1986-10-03 | 1988-04-06 | International Business Machines Corporation | Micromechanical atomic force sensor head |
| JPH0640001B2 (ja) * | 1987-04-23 | 1994-05-25 | 日本電子株式会社 | 走査トンネル顕微鏡 |
| JPS63265101A (ja) * | 1987-04-23 | 1988-11-01 | Jeol Ltd | 走査トンネル顕微鏡 |
| EP0296262B1 (en) * | 1987-06-22 | 1991-08-28 | International Business Machines Corporation | Method for investigating surfaces at nanometer and picosecond resolution and laser-sampled scanning tunneling microscope for performing said method |
-
1988
- 1988-11-15 JP JP63289273A patent/JPH02134503A/ja active Pending
-
1989
- 1989-08-29 US US07/399,849 patent/US5038034A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-11-13 DE DE3937722A patent/DE3937722C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3937722C2 (de) | 1995-04-06 |
| DE3937722A1 (de) | 1990-05-17 |
| US5038034A (en) | 1991-08-06 |
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