JPH04124405U - scanning tunneling microscope - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 走査型トンネル顕微鏡において、不意に停電
が起こった場合でも、探針と試料との接触を確実に回避
できるようにする。
【構成】 粗動変位用電源１０aの電圧制御範囲(−Ｖ〜
＋Ｖ)の絶対値(|±Ｖ|)よりも大きい正極性の定電圧(＋
Ｅ)をこの粗動変位用電源１０aの出力に重畳するオフセ
ット用電源１０bを設けた。
(57) [Summary] [Purpose] To ensure that contact between the probe and the sample can be avoided in a scanning tunneling microscope even in the event of an unexpected power outage. [Configuration] Voltage control range of coarse displacement power supply 10a (-V~
A positive constant voltage (+V) that is larger than the absolute value (|±V|) of
An offset power source 10b is provided to superimpose E) on the output of the coarse displacement power source 10a.
Description
【０００１】0001
本発明は、走査型トンネル顕微鏡に係り、特には、不意の停電時において探針 と試料とを共に保護するための技術に関する。 The present invention relates to a scanning tunneling microscope, and in particular, the present invention relates to a scanning tunneling microscope. and technology for protecting both the specimen and the specimen.
【０００２】0002
一般に、走査型トンネル顕微鏡は、試料とこれに対向配置された探針との間に 電圧を印加し、両者間に流れるトンネル電流が一定になるように両者間の間隙を 制御しながら、探針で試料表面を走査することにより、試料表面の形状を示すＳ ＴＭ像を原子レベルの分解能で観察することができる。 Generally, in a scanning tunneling microscope, there is a gap between the sample and the probe placed opposite to it. A voltage is applied to the gap between the two so that the tunnel current flowing between the two is constant. S shows the shape of the sample surface by scanning the sample surface with the probe under control. TM images can be observed with atomic level resolution.
【０００３】 このようなＳＴＭ像を得るためには、トンネル電流の測定中に探針をＸ,Ｙ,Ｚ の３軸方向に微量的に変位させるピエゾ素子からなる３軸微動系を設けるととも に、探針と試料との間にトンネル電流が流れ得る距離まで両者を予め接近させる ためのＺ軸粗動系を設ける必要がある。0003 To obtain such an STM image, the probe must be moved in X, Y, and Z directions during tunnel current measurement. A 3-axis fine movement system consisting of a piezo element that makes small amounts of displacement in the 3-axis directions is provided. The tip and sample are brought close together to a distance that allows a tunnel current to flow between them. It is necessary to provide a Z-axis coarse movement system for this purpose.
【０００４】 従来のＺ軸粗動系は、たとえば、試料ホルダをＺ軸方向に沿って移動させるマ イクロメータヘッドを設けるとともに、Ｚ軸ピエゾ素子に対して粗動変位用電源 を接続し、マイクロメータヘッドによって試料を探針にある程度の距離まで近付 けた後、さらに、粗動変位用電源によってＺ軸ピエゾ素子に対する印加電圧を調 整して、トンネル電流が流れる距離まで探針を接近させるようにしたものがある 。0004 Conventional Z-axis coarse movement systems, for example, move the sample holder along the Z-axis direction. In addition to installing a micrometer head, a power source for coarse displacement is provided for the Z-axis piezo element. and bring the sample close to the probe to a certain distance using the micrometer head. After that, the voltage applied to the Z-axis piezo element is adjusted by the coarse displacement power supply. There is a device in which the probe is brought close to the distance where tunneling current flows. .
【０００５】 上記の粗動変位用電源としては、その電圧レベルを０〜＋Ｖまでの正極性の範 囲で制御するものと、負極性から正極性までの範囲(−Ｖ〜＋Ｖ)で制御するもの とがあるが、前者に比較して後者の方が、電圧制御範囲を広くとれるので、後者 のものを採用する場合がある。[0005] The above coarse displacement power supply has a voltage level in the positive polarity range of 0 to +V. Those that control within the range, and those that control within the range from negative polarity to positive polarity (-V to +V) However, compared to the former, the latter allows a wider voltage control range, so the latter may be adopted.
【０００６】 このように、後者の粗動変位用電源では、前者のものに比べると電圧制御範囲 を広くとれるものの、その電圧制御範囲|±Ｖ|をあまり大きく可変できるように すると、回路素子に高耐圧性のものが必要で、電源として高価になるばかりでな く、精度良い電圧制御が難しくなるため、電圧制御範囲には自と一定の限界があ る。[0006] In this way, the latter coarse displacement power supply has a wider voltage control range than the former. Although it is possible to widen the voltage control range |±V|, it is difficult to make the voltage control range |±V| This requires circuit elements with high voltage resistance, which not only makes the power supply expensive. This makes accurate voltage control difficult, so there is a certain limit to the voltage control range. Ru.
【０００７】 いま、図３に示すように、マイクロメータヘッドによる試料Ｓの送りピッチを Ｌm、粗動変位用電源からその電圧制御範囲の最大、最小値±ＶをＺ軸ピエゾ素 子に印加した場合の変位量(伸びあるいは縮み)をＬp、それらの場合の探針Ｎの 各位置をqmin、qmaxとし、さらに、粗動変位用電源の出力電圧が０ボルトの場合 の探針Ｎの位置をq0とする。Now, as shown in FIG. 3, when the feed pitch of the sample S by the micrometer head is Lm, and the maximum and minimum values ±V of the voltage control range are applied from the coarse displacement power supply to the Z-axis piezo element. The amount of displacement (expansion or contraction) of is Lp, the respective positions of the probe N in those cases are qmin, qmax, and the position of the probe N when the output voltage of the coarse displacement power supply is 0 volts is q. Set to 0 .
【０００８】 ここで、試料Ｓの厚さが図示の通りで、かつ、試料Ｓがp1の位置にあるときに は、Ｚ軸ピエゾ素子に対して最大の正電圧＋Ｖを印加しても探針Ｎはqmaxの位置 まで移動するだけで、探針Ｎを試料Ｓにそれ以上近付けることができないので、 トンネル電流の検出が不可能である。また、試料Ｓがp3の位置にあるときには、 Ｚ軸ピエゾ素子に対して最小の負電圧−Ｖを印加しても探針Ｎはqminの位置まで 移動するだけで、探針Ｎをそれ以上後退させることができないので、試料Ｓに必 ず接触してしまう。したがって、試料Ｓがp2の位置にあるときに、印加電圧を− Ｖ1に設定してＺ軸ピエゾ素子を若干縮めて探針Ｎがq1の位置にくるように、両 者Ｓ，Ｎ間の距離を粗動調整する。[0008]Here, when the thickness of the sample S is as shown in the figure and the sample S is at the position p1 , even if the maximum positive voltage +V is applied to the Z-axis piezo element, the tip N The probe N cannot be brought any closer to the sample S after moving to the position q max , making it impossible to detect the tunnel current. Furthermore, when the sample S is at the position p 3 , even if the minimum negative voltage -V is applied to the Z-axis piezo element, the probe N only moves to the position q min , and the probe N is moved to that position. Since it cannot be moved further back, it always comes into contact with the sample S. Therefore, when the sample S is at position p 2 , set the applied voltage to -V 1 and slightly retract the Z-axis piezo element so that the probe N is at position q 1 . coarsely adjust the distance.
【０００９】[0009]
このように、Ｚ軸ピエゾ素子に対して負電圧を印加することで、粗動調整がさ れている状態で、不意に停電が起こると、Ｚ軸ピエゾ素子の印加電圧は０ボルト となる。すると、探針Ｎはq1の位置からq0の位置まで伸びるため、探針Ｎが試料 Ｓに接触し、その結果、双方Ｓ，Ｎが共に損傷を受けていずれも再使用が不可能 になる。In this way, if a power outage suddenly occurs while coarse adjustment is being performed by applying a negative voltage to the Z-axis piezo element, the voltage applied to the Z-axis piezo element becomes 0 volts. Then, since the probe N extends from the q 1 position to the q 0 position, the probe N comes into contact with the sample S, and as a result, both S and N are damaged and cannot be reused. Become.
【００１０】0010
本考案は、上述した課題を解決するためになされたものであって、不意に停電 が起こった場合でも、探針と試料との接触を確実に回避できるようにするもので ある。 The present invention was developed to solve the above-mentioned problem, and is designed to prevent unexpected power outages. This ensures that contact between the probe and the sample can be avoided even if this occurs. be.
【００１１】 そのため、本考案の走査型トンネル顕微鏡では、粗動変位用電源の電圧制御範 囲(−Ｖ〜＋Ｖ)の絶対値(|±Ｖ|)よりも大きい正極性の定電圧(＋Ｅ)をこの粗動 変位用電源の出力に重畳するオフセット用電源を設けたものである。[0011] Therefore, in the scanning tunneling microscope of this invention, the voltage control range of the coarse displacement power supply is The constant voltage (+E) of positive polarity that is larger than the absolute value (|±V|) of the range (-V to +V) is An offset power source is provided which is superimposed on the output of the displacement power source.
【００１２】0012
上記構成において、探針と試料との距離を粗動調整するために、たとえば粗動 変位用電源から−Ｖ1が出力されている場合に、オフセット用電源からは正極性 の電圧＋Ｅが出力されているから、Ｚ軸ピエゾ素子に対しては、両電圧を重畳し た電圧−Ｖ1＋Ｅが印加される。つまり、Ｚ軸ピエゾ素子に対しては、＋Ｅボル ト分だけ余分にオフセット量として加えられていることになる。しかも、＋Ｅ＞ |±Ｖ|である。In the above configuration, in order to coarsely adjust the distance between the probe and the sample, for example, when -V 1 is output from the coarse displacement power supply, a positive voltage +E is output from the offset power supply. Therefore, a voltage -V 1 +E, which is a superimposition of both voltages, is applied to the Z-axis piezo element. In other words, an extra amount of +E volts is added to the Z-axis piezo element as an offset amount. Moreover, +E> |±V|.
【００１３】 したがって、この状態で、不意に停電が発生した場合、粗動変位用電源とオフ セット用電源とに対する給電がいずれも止まるが、このとき、−Ｖ1ボルトが０ ボルトになることによるＺ軸ピエゾ素子の伸び量よりも、＋Ｅボルトが０ボルト になることによる縮み量の方が大きいので、全体としては−Ｖ1＋Ｅボルトに相 当する分だけＺ軸ピエゾ素子が縮むことになり、探針が試料に接触することが回 避される。[0013] Therefore, if a power outage suddenly occurs in this state, the power supply to both the coarse displacement power supply and the offset power supply will stop, but at this time, Z due to -V1 volt becoming 0 volt. Since the amount of contraction caused by +E volts becoming 0 volts is greater than the amount of expansion of the axial piezo element, the Z-axis piezo element will shrink by an amount equivalent to -V 1 +E volts as a whole, and the search Contact of the needle with the sample is avoided.
【００１４】[0014]
図１は本考案の一実施例に係る走査型トンネル顕微鏡の構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram of a scanning tunneling microscope according to an embodiment of the present invention.
【００１５】 同図において、符号１は本体フレームであって、この本体フレーム１には、試 料Ｓが装着される試料ホルダ２と、試料Ｓにトンネル電流を流すための探針Ｎを 保持する探針保持台４とが設けられている。そして、探針保持台４には、二次元 走査用のＸ軸、Ｙ軸ピエゾ素子５x、５yが取り付けられるとともに、試料Ｓと探 針Ｎとの距離を変化させるＺ軸ピエゾ素子５zが取り付けられ、各ピエゾ素子５x ，５y，５zが本体フレーム１に取り付けられたケース６に固定されている。また 、本体フレーム１には試料Ｓを探針３への遠近方向（Ｚ軸方向）に変位させるマ イクロメータヘッド６が取り付けられ、さらに、試料ホルダ２と本体フレーム１ との間には試料ホルダ２の復帰用の引っ張りばね８が介設されている。[0015] In the same figure, reference numeral 1 is the main body frame, and this main body frame 1 includes A sample holder 2 to which a sample S is attached, and a probe N for passing a tunnel current through the sample S. A probe holding stand 4 for holding the probe is provided. The probe holder 4 has a two-dimensional The X-axis and Y-axis piezo elements 5x and 5y for scanning are installed, and the sample S and probe A Z-axis piezo element 5z that changes the distance to the needle N is attached, and each piezo element 5x , 5y, and 5z are fixed to a case 6 attached to the main body frame 1. Also , the main body frame 1 has a master for displacing the sample S in the far-to-near direction (Z-axis direction) toward the probe 3. An ichromator head 6 is attached, and a sample holder 2 and a main body frame 1 are also attached. A tension spring 8 for returning the sample holder 2 is interposed between the sample holder 2 and the sample holder 2 .
【００１６】 １０はＺ軸ピエゾ素子５zをＺ軸方向に粗動調整するための粗動電源部であり 、この粗動電源部１０は、負極性から正極性までの所定の電圧範囲−Ｖ〜＋Ｖに わたって制御できる粗動変位用電源１０aと、この粗動変位用電源１０aの電圧範 囲−Ｖ〜＋Ｖの絶対値|±Ｖ|よりも大きい正極性の定電圧＋Ｅを電圧変位用電源 １０aの出力に重畳するオフセット用電源１０bとからなる。そして、この粗動電 源部１０の出力電圧が後述のサーボ回路１４の出力電圧に重畳されるようになっ ている。[0016] 10 is a coarse movement power supply section for coarsely adjusting the Z-axis piezo element 5z in the Z-axis direction; , this coarse power supply unit 10 operates within a predetermined voltage range of -V to +V from negative polarity to positive polarity. A coarse displacement power source 10a that can be controlled over a wide range, and a voltage range of this coarse displacement power source 10a. A positive constant voltage +E larger than the absolute value |±V| of the range -V to +V is used as a power supply for voltage displacement. It consists of an offset power supply 10b superimposed on the output of 10a. And this coarse electric motor The output voltage of the source section 10 is now superimposed on the output voltage of the servo circuit 14, which will be described later. ing.
【００１７】 １２は制御部であって、探針Ｎに流れるトンネル電流の検出回路１３と、この 検出回路１３からの検出出力に基づいてトンネル電流が一定になるようにＺ軸ピ エゾ素子５ｚを駆動するサーボ回路１４と、Ｘ軸ピエゾ素子５ｘとＹ軸ピエゾ素 子５ｙとをそれぞれ駆動して探針Ｎを走査２軸方向（Ｘ,Ｙ方向）に変位させる 走査回路１５と、走査回路１５やその他の回路を制御するＣＰＵ１６とで構成さ れる。[0017] 12 is a control unit, which includes a detection circuit 13 for the tunnel current flowing through the probe N; The Z-axis pitch is adjusted based on the detection output from the detection circuit 13 so that the tunnel current becomes constant. A servo circuit 14 that drives the ezo element 5z, an X-axis piezo element 5x, and a Y-axis piezo element 5y to displace the probe N in the two scanning axes directions (X, Y directions). It consists of a scanning circuit 15 and a CPU 16 that controls the scanning circuit 15 and other circuits. It will be done.
【００１８】 なお、１７は試料Ｓの表面形状を画像表示するための表示器である。[0018] Note that 17 is a display for displaying an image of the surface shape of the sample S.
【００１９】 次に、上記構成の走査型トンネル顕微鏡における動作を説明する。[0019] Next, the operation of the scanning tunneling microscope having the above configuration will be explained.
【００２０】 試料表面の走査像を得るためには、試料Ｓと探針Ｎとの距離を予め粗動調整す る必要があるが、そのためには、まず、マイクロメータヘッド７によって試料Ｓ を探針Ｎに対してある程度の距離まで近付ける。[0020] In order to obtain a scanned image of the sample surface, the distance between the sample S and the probe N must be coarsely adjusted in advance. To do this, first, the sample S is measured using the micrometer head 7. is brought close to the probe N to a certain distance.
【００２１】 次に、粗動変位用電源１０aを制御してＺ軸ピエゾ素子５zに対する印加電圧を 調整し、試料Ｓと探針Ｎとの間にトンネル電流が流れる距離まで探針Ｎを接近さ せる。この粗動調整時には、粗動変位用電源１０aからの出力電圧に対して、オ フセット用電源１０bの出力電圧＋Ｅが常に重畳される一方、サーボ回路１４か らは微動用の電圧は出力されない。[0021] Next, the voltage applied to the Z-axis piezo element 5z is controlled by controlling the coarse displacement power supply 10a. Adjust the probe N to the distance where a tunnel current flows between the sample S and the probe N. let During this coarse movement adjustment, the output voltage from the coarse movement power supply 10a is While the output voltage +E of the offset power supply 10b is always superimposed, the servo circuit 14 They do not output voltage for micro-tremors.
【００２２】 いま、図２に示すように、マイクロメータヘッド７による試料Ｓの送りピッチ をＬm、粗動変位用電源１０aからその電圧制御範囲の最大、最小値±Ｖを出力し た場合に、Ｚ軸ピエゾ素子５zに印加される電圧−Ｖ＋Ｅ，＋Ｖ＋Ｅに基づくそ の変位量(伸びあるいは縮み)をＬp、それらの場合の探針Ｎの位置をqmin、qmax とし、さらに、粗動変位用電源１０aの出力電圧が０ボルトでオフセット用電源 １０bから出力される定電圧＋ＥのみがＺ軸ピエゾ素子５zに印加された場合の探 針Ｎの位置をqeとする。[0022] Now, as shown in FIG. 2, the feeding pitch of the sample S by the micrometer head 7 is Lm, output the maximum and minimum values ±V of the voltage control range from the coarse displacement power supply 10a. When the The amount of displacement (extension or contraction) is Lp, and the position of the probe N in those cases is qmin, qmax. Furthermore, when the output voltage of the coarse displacement power supply 10a is 0 volts, the offset power supply Detection when only the constant voltage +E output from 10b is applied to the Z-axis piezo element 5z Let the position of needle N be qe.
【００２３】 ここで、試料Ｓがp0の位置にあるときには、Ｚ軸ピエゾ素子５zに対して最大 の電圧＋Ｖ＋Ｅを印加しても探針Ｎはqmaxの位置まで移動されるだけで、それ以 上に探針Ｎを試料Ｓに近付けることはできないので、トンネル電流を検出するこ とができない。また、試料Ｓがp2の位置にあるときには、Ｚ軸ピエゾ素子５zに 対して最小の電圧−Ｖ＋Ｅを印加しても、探針Ｎはqminの位置まで移動されるだ けで、それ以上に探針Ｎを後退させることができないので、試料Ｓに必ず接触し てしまう。[0023]Here, when the sample S is at the position p0 , even if the maximum voltage +V+E is applied to the Z-axis piezo element 5z, the probe N is only moved to the position qmax ; Since the probe N cannot be brought closer to the sample S than this, the tunnel current cannot be detected. Furthermore, when the sample S is at the position p2 , even if the minimum voltage -V+E is applied to the Z-axis piezo element 5z, the probe N will only be moved to the position q min , and will not be moved beyond that. Since the probe N cannot be moved backward, it always comes into contact with the sample S.
【００２４】 したがって、試料Ｓがp1の位置にあるときには、粗動変位用電源１０aの出力 電圧は負の電圧たとえば−Ｖ1にして、Ｚ軸ピエゾ素子５zに対する印加電圧を− Ｖ1＋Ｅに設定することにより、探針Ｎをqeの位置から若干縮めてq1の位置にく るように両者Ｓ，Ｎ間の距離を粗動調整する。Therefore, when the sample S is at position p1 , the output voltage of the coarse displacement power supply 10a is set to a negative voltage, for example, -V1 , and the voltage applied to the Z-axis piezo element 5z is set to -V1 +E. By setting, the distance between both S and N is coarsely adjusted so that the probe N is slightly shortened from the qe position to the q1 position.
【００２５】 こうして探針Ｎの粗動調整が完了すると、走査回路１５によってＸ軸，Ｙ軸の 各ピエゾ素子５x，５yの印加電圧が制御されることにより、探針ＮがＸ，Ｙの２ 軸方向に変位駆動されて、試料Ｓ表面を走査される。この走査とともに、試料Ｓ と探針Ｎとの間を流れるトンネル電流が一定となるように両者Ｓ，Ｎの距離を微 調整する制御電圧がサーボ回路１４から出力され、この制御電圧が粗動電源部１ ０の出力電圧−Ｖ1＋Ｅに重畳されてＺ軸ピエゾ素子５zに対して印加される。そ して、このサーボ回路３０の制御電圧出力に基づいて、試料表面の形状に関する データが得られ、その結果が表示器１７に表示される。When the coarse movement adjustment of the probe N is completed in this way, the scanning circuit 15 controls the voltage applied to each of the piezo elements 5x and 5y on the X and Y axes, so that the probe N is The surface of the sample S is scanned by being displaced in the axial direction. Along with this scanning, the servo circuit 14 outputs a control voltage that finely adjusts the distance between the sample S and the probe N so that the tunnel current flowing between the sample S and the probe N remains constant. It is superimposed on the output voltage -V 1 +E of the section 10 and applied to the Z-axis piezo element 5z. Then, data regarding the shape of the sample surface is obtained based on the control voltage output of the servo circuit 30, and the results are displayed on the display 17.
【００２６】 この試料表面の観察状態で、不意に停電が発生した場合、粗動変位用電源１０ aとオフセット用電源１０bに対する給電がいずれも止まる。このとき、粗動変位 用電源１０aから出力される−Ｖ1ボルトが０ボルトになることによるＺ軸ピエゾ 素子５zの伸び量よりも、オフセット用電源１０bから出力される＋Ｅボルトが０ ボルトになることによる縮み量の方が大きいので、Ｚ軸ピエゾ素子５z全体とし ては−Ｖ1＋Ｅボルトに相当する分だけ縮んで、探針Ｎはq0の位置にくることに なり、p1位置にある試料Ｓに探針Ｎが接触するのが防止される。[0026] If a power outage unexpectedly occurs while the sample surface is being observed, power supply to both the coarse displacement power source 10a and the offset power source 10b is stopped. At this time, +E volts output from the offset power source 10b becomes 0 volts, which is greater than the amount of elongation of the Z-axis piezo element 5z due to -V 1 volt output from the coarse displacement power source 10a becoming 0 volts. Since the amount of shrinkage caused by this is larger, the Z-axis piezo element 5z as a whole will shrink by an amount corresponding to -V 1 +E volts, and the probe N will be at the q 0 position, and the probe N will be at the p 1 position. The probe N is prevented from coming into contact with the sample S.
【００２７】 なお、図示例とは異なり、試料ホルダ２の側に３軸微動系５を設けて試料Ｓを ３軸方向に制御する場合にも、本考案を適用することができるのは勿論である。[0027] Note that, unlike the illustrated example, a 3-axis fine movement system 5 is provided on the side of the sample holder 2 to move the sample S. Of course, the present invention can also be applied to control in three axial directions.
【００２８】[0028]
本考案によれば、不意に停電が発生した場合、粗動変位用電源による印加電圧 に基づくＺ軸ピエゾ素子の伸び量よりも、オフセット用電源による印加電圧に基 づくＺ軸ピエゾ素子の縮み量の方が常に大きいので、Ｚ軸ピエゾ素子は、全体と して常に縮むことになり、探針が試料に接触することが確実に回避される。 According to the present invention, in the event of an unexpected power outage, the voltage applied by the coarse displacement power supply The amount of elongation of the Z-axis piezo element based on Since the amount of contraction of the Z-axis piezo element is always larger, the Z-axis piezo element Thus, the probe is constantly retracted, and contact of the probe with the sample is reliably avoided.
【００２９】 また、オフセット用電源としては、正極性の定電圧電源回路でよく、出力電圧 の制御は不要であるから、出力電圧可変のものよりも比較的安価なものを使用す ることができる一方、粗動変位用電源の電圧制御範囲もそれ程大きくとる必要が ないため、高精度の電圧制御ができるようになる。[0029] In addition, as an offset power supply, a positive polarity constant voltage power supply circuit is sufficient, and the output voltage Since there is no need to control the On the other hand, the voltage control range of the coarse displacement power supply also needs to be that large. This makes it possible to perform highly accurate voltage control.
【図１】本考案の一実施例に係る走査型トンネル顕微鏡
の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a scanning tunneling microscope according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１の走査型トンネル顕微鏡における粗動調整
時の動作説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation during coarse adjustment in the scanning tunneling microscope of FIG. 1;
【図３】従来の走査型トンネル顕微鏡における粗動調整
時の動作説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of operations during coarse adjustment in a conventional scanning tunneling microscope.
２…試料ホルダ、４…探針保持台、５x，５y，５z…ピ
エゾ素子、７…マイクロメータヘッド、１０a…粗動変
位用電源、１０b…オフセット用電源。2... Sample holder, 4... Probe holding stand, 5x, 5y, 5z... Piezo element, 7... Micrometer head, 10a... Power source for coarse displacement, 10b... Power source for offset.
Claims (1)
と、試料(Ｓ)にトンネル電流を流すための探針(Ｎ)を保
持する探針保持台(４)とを備え、前記試料ホルダ(２)と
探針保持台(４)のいずれか一方には、二次元走査用のＸ
軸、Ｙ軸ピエゾ素子(５x)，(５y)とともに、試料(Ｓ)と
探針(Ｎ)との距離を変化させるＺ軸ピエゾ素子(５z)が
取り付けられ、このＺ軸ピエゾ素子(５z)には、粗動変
位用電源(１０a)が接続され、この粗動変位用電源(１０
a)は、負極性から正極性までの所定の電圧範囲(−Ｖ〜
＋Ｖ)にわたって制御できるものである走査型トンネル
顕微鏡において、前記粗動変位用電源(１０a)の電圧制
御範囲(−Ｖ〜＋Ｖ)の絶対値(|±Ｖ|)よりも大きい正極
性の定電圧(＋Ｅ)をこの粗動変位用電源(１０a)の出力
に重畳するオフセット用電源(１０b)を設けたことを特
徴とする走査型トンネル顕微鏡。[Claim 1] Sample holder (2) to which the sample (S) is attached.
and a probe holder (4) that holds a probe (N) for passing a tunneling current through the sample (S), and one of the sample holder (2) and the probe holder (4). has an X for two-dimensional scanning.
Along with the axis and Y-axis piezo elements (5x) and (5y), a Z-axis piezo element (5z) that changes the distance between the sample (S) and the probe (N) is attached. A coarse displacement power source (10a) is connected to the coarse displacement power source (10a).
a) is a predetermined voltage range from negative polarity to positive polarity (-V to
In a scanning tunneling microscope that can be controlled over +V), a constant voltage of positive polarity that is larger than the absolute value (|±V|) of the voltage control range (-V to +V) of the coarse displacement power supply (10a) is used. (+E) on the output of the coarse displacement power source (10a).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3010991U JP2506625Y2 (en) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | Scanning tunnel microscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3010991U JP2506625Y2 (en) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | Scanning tunnel microscope |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04124405U true JPH04124405U (en) | 1992-11-12 |
| JP2506625Y2 JP2506625Y2 (en) | 1996-08-14 |
Family
ID=31913784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3010991U Expired - Lifetime JP2506625Y2 (en) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | Scanning tunnel microscope |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2506625Y2 (en) |
-
1991
- 1991-04-30 JP JP3010991U patent/JP2506625Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2506625Y2 (en) | 1996-08-14 |
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