JPH04157302A - Scanning tunneling microscope - Google Patents

Scanning tunneling microscope

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JPH04157302A
JPH04157302A JP28208790A JP28208790A JPH04157302A JP H04157302 A JPH04157302 A JP H04157302A JP 28208790 A JP28208790 A JP 28208790A JP 28208790 A JP28208790 A JP 28208790A JP H04157302 A JPH04157302 A JP H04157302A
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JP
Japan
Prior art keywords
sample
probe
actuator
axis direction
axis
Prior art date
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Pending
Application number
JP28208790A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideyuki Tanaka
英行 田中
Tatsuo Yokozuka
横塚 達男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

PURPOSE:To correctly measure the state of the surface roughness of a sample by the atomic level by driving an actuator in the X-axis or Y-axis direction which is provided orthogonal to an inclining direction of the sample surface seen from a probe. CONSTITUTION:Actuators 4, 5 in the X-axis, Y-axis directions are driven when a voltage for scanning a probe is applied. Since the Y-axis actuator 5 is directed in an inclining direction of a sample 2 seen from a probe 1, the probe l is moved in a direction not to sense the inclination of the surface of the sample 2 if the X-axis actuator 4 directed orthogonal to the actuator 5 is driven. Accordingly, the scanning data of the image is obtained in this moving direction of the probe. Since there is only a small displacement corresponding to the roughness of the surface of the sample 2 by the atomic level, the change of the signal resulting from tone inclination of the surface of the sample 2 is not brought about. Therefore, the surface state of the sample can be correctly measured by the atomic level.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、試料の表面分析等を行うために用いる走査型
トンネル顕微鏡に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a scanning tunneling microscope used for surface analysis of a sample.

従来の技術 走査型トンネル顕微鏡は、観察すべき試料の表面と、こ
の試料表面に相対向する探針との間に流れるトンネル電
流を測定することにより、試料表面の状態を測定するよ
うに構成されている。以下、上記従来の走査型トンネル
顕微鏡について図面を参照しながら説明する。
Conventional technology A scanning tunneling microscope is configured to measure the state of a sample surface by measuring the tunneling current flowing between the surface of the sample to be observed and a probe facing the sample surface. ing. The conventional scanning tunneling microscope described above will be described below with reference to the drawings.

第4図(al、(b)、(C1は従来の走査型トンネル
顕微鏡を示し、第4図(alは要部の平面図、第4図f
blは要部の正面図、第4図(C1は要部の側面図であ
る。
Figure 4 (al, (b), (C1 shows a conventional scanning tunneling microscope, Figure 4 (al is a plan view of the main part, Figure 4 f)
bl is a front view of the main part, and FIG. 4 (C1 is a side view of the main part).

第4図Tal〜fc)において、1は試料2の表面の状
態を測定するための探針、3は探針1を試料2の表面に
相対向させるように上面に支持する絶縁材製の支持台、
4と5は探針1を試料2の面内方向に沿って直交するX
軸方向とY軸方向に移動させるための圧電素子からなる
アクチュエータ、6と7は探針1を試料2の表面に対し
てほぼ垂直なX軸方向に移動させる圧電素子からなる粗
動用アクチュエータと微動用アクチュエータであり、X
軸方向のアクチュエータ4の内端と、Y軸方向のアクチ
ュエータ5の内端と、X軸方向のアクチュエータ5の内
端と、X軸方向の微動用アクチュエータ6の上端が支持
台3に接合され、X軸方向のアクチユエータ4の外端と
、Y軸方向のアクチユエータ5の外端と、Z軸方向の粗
動用アクチュエータ6の下端が架台(図示省略)に接合
されている。8は支持部材であり、振動による影響を受
けにくくするため、試料2を点状に支持している。
In Fig. 4 (Tal to fc), 1 is a probe for measuring the surface condition of the sample 2, and 3 is a support made of insulating material that supports the probe 1 on the upper surface so as to face the surface of the sample 2. stand,
4 and 5 are X points perpendicular to the probe 1 along the in-plane direction of the sample 2.
Actuators 6 and 7 are made of piezoelectric elements to move the probe 1 in the axial and Y-axis directions, and coarse movement actuators and fine movement actuators are made of piezoelectric elements that move the probe 1 in the X-axis direction, which is almost perpendicular to the surface of the sample 2. It is an actuator for
The inner end of the actuator 4 in the axial direction, the inner end of the actuator 5 in the Y-axis direction, the inner end of the actuator 5 in the X-axis direction, and the upper end of the fine movement actuator 6 in the X-axis direction are joined to the support base 3, The outer end of the actuator 4 in the X-axis direction, the outer end of the actuator 5 in the Y-axis direction, and the lower end of the coarse movement actuator 6 in the Z-axis direction are joined to a frame (not shown). Reference numeral 8 denotes a support member, which supports the sample 2 in a dotted manner to make it less susceptible to vibrations.

これら各部材は真空容器(図示省略)に収納されている
。そして、X軸方向のアクチユエータ4およびY軸方向
のアクチュエータ5が探針1からみた試料2の表面の傾
斜方向、すなわち、探針1の軸方向が試料2の表面の法
線方向からずれる方向に対して2分の1直角ずれた方向
に探針1を移動させるように構成されている(ジャーナ
ル オプ バキューム サイエンス アンド テクノロ
ジー: Journal of Vacuum 5ci
ence and Technology^、 Vol
ume 8. No、 1.1990年発行 234ペ
ージ)。
Each of these members is housed in a vacuum container (not shown). Then, the actuator 4 in the X-axis direction and the actuator 5 in the Y-axis direction move in the direction of inclination of the surface of the sample 2 as seen from the probe 1, that is, in the direction in which the axial direction of the probe 1 deviates from the normal direction of the surface of the sample 2. (Journal of Vacuum Science and Technology: Journal of Vacuum 5ci)
ence and Technology^, Vol.
ume 8. No. 1. Published in 1990, 234 pages).

以上の構成において、以下、その動作について説明する
The operation of the above configuration will be described below.

X軸方向とY軸方向のアクチユエータ4と5を電圧の印
加により駆動することにより、探針1で試料2の表面を
面内方向で走査させる。このとき、Z軸方向の微動用ア
クチ二二一タ7を制御電圧の印加により駆動して探針1
と試料2との間に流れるトンネル電流の値が一定になる
ように探針1の試料2表面からの距離を制御する。この
制御量が試料2の表面の凹凸量に相当する。トンネル電
流はこの距離に対して極めて敏感に変化するため、試料
2の表面の極微細な凹凸を電流の大きな変化として観測
することができる。このように、探針1は試料2の表面
に限りなく接近し、試料2の表面の面内方向にトンネル
電流が一定の制御で走査される。試料20表面に凹凸が
あれば、探針1はその凹凸に沿って移動し、その移動量
で2次元の像を描くと、試料2の表面の原子の凹凸が表
示される。
By driving the actuators 4 and 5 in the X-axis direction and the Y-axis direction by applying voltage, the probe 1 is caused to scan the surface of the sample 2 in the in-plane direction. At this time, the fine movement actuator 7 in the Z-axis direction is driven by applying a control voltage to move the probe 1.
The distance of the probe 1 from the surface of the sample 2 is controlled so that the value of the tunnel current flowing between the probe 1 and the sample 2 is constant. This control amount corresponds to the amount of unevenness on the surface of the sample 2. Since the tunneling current changes extremely sensitively to this distance, extremely minute irregularities on the surface of the sample 2 can be observed as large changes in the current. In this way, the probe 1 approaches the surface of the sample 2 as much as possible, and the tunnel current is scanned in the in-plane direction of the surface of the sample 2 under constant control. If the surface of the sample 20 is uneven, the probe 1 moves along the unevenness, and when a two-dimensional image is drawn by the amount of movement, the unevenness of atoms on the surface of the sample 2 is displayed.

発明が解決しようとする課題 しかし、上記従来の走査型トンネル顕微鏡では、探針1
を走査することによって得られる試料2の表面の情報に
、表面の原子レベルの凹凸と共に、探針1に対する試料
2の表面の傾きも入っていた。
Problems to be Solved by the Invention However, in the conventional scanning tunneling microscope described above, the probe 1
The information on the surface of the sample 2 obtained by scanning the surface of the sample 2 included not only the atomic level unevenness of the surface but also the inclination of the surface of the sample 2 with respect to the probe 1.

その様子を第3図および第5図を参照しながら説明する
The situation will be explained with reference to FIGS. 3 and 5.

第3図は試料2の表面上で走査される探針1の軌跡を示
す。X軸方向のアクチユエータ4とY軸方向のアクチユ
エータ5を走査用の電圧の印加により駆動することによ
り、時刻t^に座標X^、Y^に位置する探針1を、試
料2の表面の面内方向で時刻t・における座標XB、Y
^の位置を経て、時刻isにおける座標Xa、’f8の
位置まで走査する(ただし、X軸方向のアクチユエータ
4およびY軸方向のアクチユエータ5の駆動方向にX軸
およびY軸を設定している。)。このときのZ軸方向の
微動用および粗動用アクチュエータ7および6は第5図
(al及び(′b)に示すように動作する。ここで、粗
動用アクチユエータ6にはその制御される変化量が大き
く、安定した変位をさせるために、高速変化には対応す
ることができないものを用い、一方、微動用アクチュエ
ータフには制御できる変位量が小さい代わりに、高速変
化に対応することができるものを用いる。そして、第3
図に示す走査を行うことにより、微動用アクチュエータ
7は試料2の表面の原子の凹凸を反映したt^から1C
の間の小さな波状変位ΔWを示すと同時に、試料2の表
面の傾きに対応するt^からtC間の−様な傾きの変位
ΔVも示す。しかし、粗動用アクチユエータ6は上記の
ように高速変化に対応することができないため、この傾
きの変位Δ■に追従することができない。走査範囲が広
くなるに従い、この試料2の表面の傾きによって得られ
る信号の変化が、表面の原子レベルの凹凸によって得ら
れる信号の変化をはるかに超えたものとなってくる。走
査型トンネル顕微鏡の画像データとして、微動用アクチ
ユエータ7の変位量を、例えば、12bitADコンバ
ータで読むとき、ΔVの変化を12bitの分解能で読
むことになるが、広域走査のときには、ΔV>>ΔWの
関係になってしまうので、本来得ようとしているデータ
ΔWの変化の読み取り分解能が低下してしまう。このよ
うに、本来欲しい試料2の表面の原子レベルの凹凸の情
報が、試料2の表面の傾きの情報によって埋もれてしま
うという問題があった。
FIG. 3 shows the locus of the probe 1 scanned over the surface of the sample 2. By driving the actuator 4 in the X-axis direction and the actuator 5 in the Y-axis direction by applying a scanning voltage, the probe 1 located at the coordinates X^ and Y^ is moved to the surface of the sample 2 at time t^. Coordinates XB, Y at time t in the inward direction
After passing through the position ^, the coordinates Xa at time is are scanned to the position 'f8 (However, the X-axis and Y-axis are set in the driving directions of the actuator 4 in the X-axis direction and the actuator 5 in the Y-axis direction. ). At this time, the fine and coarse movement actuators 7 and 6 in the Z-axis direction operate as shown in FIGS. In order to achieve large and stable displacements, we use an actuator that cannot handle high-speed changes.On the other hand, we use an actuator for fine movement that can handle high-speed changes, although the amount of displacement that can be controlled is small. and the third
By performing the scanning shown in the figure, the fine movement actuator 7 moves from t^ to 1C, which reflects the unevenness of atoms on the surface of the sample 2.
At the same time, it also shows a -like slope displacement ΔV between t^ and tC, which corresponds to the slope of the surface of the sample 2. However, since the coarse movement actuator 6 cannot respond to high-speed changes as described above, it cannot follow this inclination displacement Δ■. As the scanning range becomes wider, the change in the signal obtained by the inclination of the surface of the sample 2 far exceeds the change in the signal obtained by the unevenness of the surface at the atomic level. For example, when reading the displacement amount of the fine movement actuator 7 with a 12-bit AD converter as image data of a scanning tunneling microscope, the change in ΔV is read with a resolution of 12 bits, but when wide-area scanning is performed, the change in ΔV>>ΔW. As a result, the resolution for reading changes in the data ΔW, which is originally intended to be obtained, deteriorates. In this way, there is a problem in that the originally desired information about the atomic level unevenness on the surface of the sample 2 is buried by the information about the inclination of the surface of the sample 2.

本発明は、以上のような従来の問題を解決するものであ
り、広範囲走査に伴う試料の表面の傾きによって得られ
る信号の変化を小さく抑えることができ、したがって、
試料の表面の原子レベルの凹凸の状態を正確に測定する
ことができるようにした走査型トンネル顕微鏡を提供す
ることを目的とするものである。
The present invention solves the conventional problems as described above, and can suppress changes in the signal obtained due to the tilt of the sample surface due to wide-range scanning, and therefore,
The object of the present invention is to provide a scanning tunneling microscope that can accurately measure the state of unevenness at the atomic level on the surface of a sample.

課題を解決するための手段 上記目的を達成するための本発明の技術的解決手段は、
観察するための試料の表面と対向するように配置された
探針と、この探針を試料の面内方向で直交するX軸方向
とY軸方向に移動させて走査するアクチュエータと、上
記探針を上記試料の表面と垂直なZ軸方向に粗動および
微動させて探針を走査するアクチュエータとを備え、上
記X軸方向およびY軸方向のアクチュエータのうち、い
ずれか一方のアクチュエータが上記探針をこの探針から
みた試料表面の傾斜方向に移動させるように構成された
ものである。
Means for Solving the Problems The technical solution of the present invention for achieving the above object is as follows:
A probe arranged to face the surface of a sample to be observed, an actuator that moves and scans the probe in the X-axis direction and the Y-axis direction orthogonal to each other in the in-plane direction of the sample, and the above-mentioned probe. an actuator that scans the probe by making coarse and fine movements in the Z-axis direction perpendicular to the surface of the sample, and one of the actuators in the X-axis direction and the Y-axis direction moves the probe The probe is configured to move in the direction of inclination of the sample surface as seen from the probe.

作用 したがって、本発明によれば、探針からみた試料面の傾
斜方向と直交する方向に配置されているX軸方向、若し
くはY軸方向のアクチュエータを駆動することにより、
探針は試料表面の傾斜を感じない方向に移動するので、
この方向で画像の走査線データを得るようにすることに
より、その走査線データはもっばら試料表面の原子レベ
ルの凹凸となり、試料表面の傾斜に伴う信号の変化は起
こらない。次の走査線データを取るためにY軸方向、若
しくはX軸方向のアクチュエータを駆動することにより
、探針は試料表面の傾斜方向に移動し、その傾斜によっ
て得られる信号の変化が起こるが、この変化をZ軸方向
の粗動用アクチュエータによって吸収させる。このよう
にして試料表面の傾斜に対する追従はZ軸方向の粗動用
アクチュエータに担当させ、画像をZ軸方向の微動用ア
クチュエータの駆動電圧から構成することにより、試料
表面の傾斜によって得られる信号の変化を小さく抑える
ことができる。
Therefore, according to the present invention, by driving the actuator in the X-axis direction or the Y-axis direction, which is arranged in a direction perpendicular to the inclination direction of the sample surface as seen from the probe,
The probe moves in a direction that does not feel the slope of the sample surface, so
By obtaining the scanning line data of the image in this direction, the scanning line data mostly corresponds to the atomic level unevenness of the sample surface, and no signal change occurs due to the inclination of the sample surface. By driving the actuator in the Y-axis or X-axis direction to obtain the next scanning line data, the probe moves in the direction of the inclination of the sample surface, and the signal obtained changes depending on the inclination. The change is absorbed by the coarse movement actuator in the Z-axis direction. In this way, the coarse movement actuator in the Z-axis direction is responsible for tracking the inclination of the sample surface, and by configuring the image from the drive voltage of the fine movement actuator in the Z-axis direction, changes in the signal obtained due to the inclination of the sample surface can be detected. can be kept small.

゛ 実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。
゛Example Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図(a)、(b)、(C)は本発明の一実施例にお
ける走査型トンネル顕微鏡を示し、第1図(alは要部
の平面図、第1図(blは要部の正面図、第1図(C1
は要部の側面図である。
Figures 1 (a), (b), and (C) show a scanning tunneling microscope according to an embodiment of the present invention. Front view, Figure 1 (C1
is a side view of the main part.

本実施例においては、上記従来例と同一部分については
同一符号を付してその説明を省略し、異なる構成につい
て説明する。
In this embodiment, the same parts as those in the conventional example described above are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted, and the different configuration will be explained.

本実施例においては、第1図(a)〜(C1に示すよう
に、探針1を試料2の表面に面内方向で直交するX軸方
向とY軸方向に走査させるアクチュエータ4と5のうち
、いずれか一方、図示例では、Y軸方向のアクチュエー
タ5が探針1をこの探針1からみた試料2の表面の傾斜
方向、すなわち、探針1の軸方向が試料2の表面の法線
方向からずれる方向に移動させ、したがって、残る一方
のX軸方向のアクチュエータ4が探針1を試料2の表面
の傾斜を感じない方向に移動させることができるように
構成されている。
In this embodiment, as shown in FIGS. 1(a) to (C1), actuators 4 and 5 are used to scan the probe 1 in the X-axis and Y-axis directions perpendicular to the surface of the sample 2 in the in-plane direction. In the illustrated example, the actuator 5 in the Y-axis direction moves the probe 1 in the direction of inclination of the surface of the sample 2 when viewed from the probe 1, that is, in the direction in which the axial direction of the probe 1 is in the direction of the surface of the sample 2. Therefore, the remaining actuator 4 in the X-axis direction is configured to be able to move the probe 1 in a direction that does not feel the inclination of the surface of the sample 2.

以上の構成において、以下、その動作について説明する
The operation of the above configuration will be described below.

X軸方向のアクチュエータ4およびY軸方向のアクチュ
エータ5を探針走査用の電圧の印加により駆動すること
により、第3図に示すように、時刻t^に座標X^、Y
^に位置する探針1を、試料2の表面の面内方向で時刻
icにおける座標XB、Y^の位置を経て、時刻jsに
おける座標XB、YBの位置まで走査する。このときの
Z軸方向の微動用および粗動用アクチュエータ7および
6は第2図1a)及び(blに示すように動作する。こ
こで、Y軸方向のアクチュエータ5が探針1からみた試
料2の表面の傾斜方向に向いているので、それと直交す
る方向に向いているX軸方向のアクチュエータ4を駆動
することにより、探針1は試料2の表面の傾斜を感じな
い方向に移動し、この方向で画像の走査線データを得る
ようにすることにより、t^の位置からt 、cの位置
において、第5図(alに示すような変位置ΔVは存在
せず、試料2の表面の原子レベルの凹凸に対応した小さ
な波状変位ΔWのみとなり、試料2の表面の傾斜に伴う
信号の変化は起こらない。t・の位置を過ぎ、次の走査
線データを得るため、Y軸方向のアクチュエータ5を駆
動することにより、探針1は試料2の表面の傾斜を登る
(または下がる)方向の動きをするが、この登る速さは
上記従来例のものよりゆっくりしたものとなる。すなわ
ち、上記従来例では、探針1がt・−t^の時間で第5
図(alに示す変位量ΔVの高さを登らなければならな
かったが、本発明では同じ時間でΔVより充分小さい高
さでよい。この速さは粗動アクチュエータ6で追従する
ことができ、to−t^の長い時間をかけて第5図(a
lのΔ■におおよそ相当するΔV′の高さを登る。つま
り、微動用アクチュエータフの駆動により探針1がもっ
ばら試料2の表面の原子レベルの凹凸をなぞって画像を
得ることができ、試料2の表面の傾斜によって得られる
信号の変化を抑えることができる。
By driving the actuator 4 in the X-axis direction and the actuator 5 in the Y-axis direction by applying voltage for probe scanning, the coordinates X^, Y are set at time t^ as shown in FIG.
The probe 1 located at ^ is scanned in the in-plane direction of the surface of the sample 2 through the position of coordinates XB and Y^ at time ic to the position of coordinates XB and YB at time js. At this time, the actuators 7 and 6 for fine movement and coarse movement in the Z-axis direction operate as shown in FIG. Since the probe 1 faces in the direction of inclination of the surface, by driving the actuator 4 in the X-axis direction, which faces in the direction perpendicular to the direction, the probe 1 moves in a direction in which it does not feel the inclination of the surface of the sample 2. By obtaining scanning line data of the image at the position t^, the displacement position ΔV as shown in Fig. There is only a small wave-like displacement ΔW corresponding to the unevenness of the sample 2, and the signal does not change due to the inclination of the surface of the sample 2.After passing the position t, the actuator 5 in the Y-axis direction is moved to obtain the next scanning line data. By driving, the probe 1 moves in the direction of climbing (or descending) the slope of the surface of the sample 2, but the speed of this climbing is slower than that of the conventional example described above. Then, probe 1 reaches the fifth point at time t・-t^.
Although the height of the displacement ΔV shown in Figure (al) had to be climbed, in the present invention, the height can be sufficiently smaller than ΔV in the same time. This speed can be followed by the coarse movement actuator 6. Figure 5 (a) takes a long time to-t^.
Climb a height of ΔV' which roughly corresponds to Δ■ of l. In other words, by driving the fine movement actuator tough, the probe 1 can trace the atomic-level irregularities on the surface of the sample 2 to obtain an image, and it is possible to suppress changes in the signal obtained due to the slope of the surface of the sample 2. can.

発明の効果 以上述べたように本発明によれば、探針からみた試料面
の傾斜方向と直交する方向に配置されているX軸方向、
若しくはY軸方向のアクチュエータを駆動することによ
り、探針は試料表面の傾斜を感じない方向に移動するの
で、この方向で画像の走査線データを得るようにするこ
とにより、その走査線データはもっばら試料表面の原子
レベルの凹凸となり、試料表面の傾斜に伴う信号の変化
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, the
Alternatively, by driving the actuator in the Y-axis direction, the probe moves in a direction that does not feel the slope of the sample surface, so by obtaining the scanning line data of the image in this direction, the scanning line data can be The surface of the bulk sample becomes uneven at the atomic level, and the signal changes as the sample surface tilts.

は起こらない。次の走査線データを取るためにY軸方向
、若しくはX軸方向のアクチュエータを駆動することに
より、探針は試料表面の傾斜方向に移動し、その傾斜に
よって得られる信号の変化が起こるが、この変化をZ軸
方向の粗動用アクチュエータによって吸収させる。この
ようにして試料表面の傾斜に対する追従はZ軸方向の粗
動用アクチュエータに担当させ、画像をZ軸方向の微動
用アクチュエータの駆動電圧から構成することにより、
試料表面の傾斜によって得られる信号の変化を小さく抑
えることができる。したがって、試料表面の原子レベル
の凹凸の状態を正確に測定することができる。
doesn't happen. By driving the actuator in the Y-axis or X-axis direction to obtain the next scanning line data, the probe moves in the direction of the inclination of the sample surface, and the signal obtained changes depending on the inclination. The change is absorbed by the coarse movement actuator in the Z-axis direction. In this way, the coarse movement actuator in the Z-axis direction is responsible for following the inclination of the sample surface, and the image is constructed from the drive voltage of the fine movement actuator in the Z-axis direction.
Changes in the signal obtained due to the inclination of the sample surface can be suppressed to a small level. Therefore, the state of unevenness at the atomic level on the sample surface can be accurately measured.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a)、(bl、(C)は本発明の一実施例にお
ける走査型トンネル顕微鏡を示し、第1図(alは要部
の平面図、第1図fblは要部の正面図、第1図(C1
は要部の側面図、第2図は上記実施例のアクチュエータ
の動作を説明するもので、第2図(alは微動用アクチ
ュエータの動作説明図、第2図(blは粗動用アクチュ
エータの動作説明図、第3図は試料の表面で走査される
探針の軌跡を示す説明図、第4図(a)、(bl、(C
1は従来の走査型トンネル顕微鏡を示し、第4図(a)
は要部の平面図、第4図tblは要部の正面図、第4図
(C)は要部の側面図、第5図は上記従来例のアクチュ
エータの動作を説明するもので、第5図(alは微動用
アクチュエータの動作説明図、第5図(blは粗動用ア
クチュエータの動作説明図である。 1・・・探針、2・・・試料、4・・・アクチュエータ
(X軸方向)、5・・・アクチュエータ(Y軸方向)、
6・・・粗動用アクチュエータ(Z軸方向)、7・・・
微動用アクチュエータ(Z軸方向)、8・・・支持部材
。 第 1 図 第6図 Y 第4図 (a) (b)         (c)
1(a), (bl, and (C) show a scanning tunneling microscope according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 (al is a plan view of the main part, and FIG. 1 fbl is a front view of the main part. , Figure 1 (C1
2 is a side view of the main part, and FIG. 2 is an explanation of the operation of the actuator of the above embodiment. Figure 3 is an explanatory diagram showing the trajectory of the probe scanned on the surface of the sample, Figure 4 (a), (bl, (C)
1 shows a conventional scanning tunneling microscope, and Fig. 4(a)
is a plan view of the main part, FIG. 4(C) is a front view of the main part, FIG. 4(C) is a side view of the main part, and FIG. Figures (al is an explanatory diagram of the operation of the actuator for fine movement, and Figure 5 (bl is an explanatory diagram of the operation of the actuator for coarse movement. 1... Probe, 2... Sample, 4... Actuator (X-axis direction ), 5...actuator (Y-axis direction),
6... Coarse movement actuator (Z-axis direction), 7...
Fine movement actuator (Z-axis direction), 8... Support member. Figure 1 Figure 6Y Figure 4 (a) (b) (c)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 観察するための試料の表面と対向するように配置された
探針と、この探針を試料の面内方向で直交するX軸方向
とY軸方向に移動させて走査するアクチュエータと、上
記探針を上記試料の表面と垂直なZ軸方向に粗動および
微動させて探針を走査するアクチュエータとを備え、上
記X軸方向およびY軸方向のアクチュエータのうち、い
ずれか一方のアクチュエータが上記探針をこの探針から
みた試料表面の傾斜方向に移動させるように構成された
走査型トンネル顕微鏡。
A probe arranged to face the surface of a sample to be observed, an actuator that moves and scans the probe in the X-axis direction and the Y-axis direction orthogonal to each other in the in-plane direction of the sample, and the above-mentioned probe. an actuator that scans the probe by making coarse and fine movements in the Z-axis direction perpendicular to the surface of the sample, and one of the actuators in the X-axis direction and the Y-axis direction moves the probe A scanning tunneling microscope configured to move the probe in the direction of inclination of the sample surface as viewed from the probe.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8037736B2 (en) * 2008-01-14 2011-10-18 International Business Machines Corporation Non-linearity determination of positioning scanner of measurement tool
JP2017067570A (en) * 2015-09-30 2017-04-06 学校法人金沢工業大学 Specimen holding/scanning mechanism, scanning probe microscope, and manufacturing method of probe

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