JPH04215006A - 走査型トンネル顕微鏡 - Google Patents
走査型トンネル顕微鏡Info
- Publication number
- JPH04215006A JPH04215006A JP2401274A JP40127490A JPH04215006A JP H04215006 A JPH04215006 A JP H04215006A JP 2401274 A JP2401274 A JP 2401274A JP 40127490 A JP40127490 A JP 40127490A JP H04215006 A JPH04215006 A JP H04215006A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- scanning tunneling
- tunneling microscope
- piezoelectric element
- baking
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 18
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- 229910020698 PbZrO3 Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 21
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004220 O3 -PbTiO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003781 PbTiO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Manipulator (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超高真空で使用される
走査型トンネル顕微鏡に関するものである。
走査型トンネル顕微鏡に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】走査型トンネル顕微鏡は、試料と探針間
に電圧を印加しながら探針を試料表面に接近させ、両者
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
の状態を観測するものである。以下、このような走査型
トンネル顕微鏡について、第２図に示す概略構成図を参
照して説明する。
に電圧を印加しながら探針を試料表面に接近させ、両者
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
の状態を観測するものである。以下、このような走査型
トンネル顕微鏡について、第２図に示す概略構成図を参
照して説明する。
【０００３】第２図において、真空容器１内には、基台
２上に架台３が立設され、架台３の水平部の先端部下側
に試料台４が設けられ、この試料台４に試料５が支持さ
れている。水平方向に互いに直角に配置された圧電アク
チュエータである圧電素子６，７と垂直方向に配された
圧電アクチュエータである圧電素子８とは、各一端で互
いに直角に交差するように接合され、圧電素子６，７の
各他端は、基台２上に立設された架台９，１０に接合さ
れ、圧電素子８の他端は基台２に接合されている。
２上に架台３が立設され、架台３の水平部の先端部下側
に試料台４が設けられ、この試料台４に試料５が支持さ
れている。水平方向に互いに直角に配置された圧電アク
チュエータである圧電素子６，７と垂直方向に配された
圧電アクチュエータである圧電素子８とは、各一端で互
いに直角に交差するように接合され、圧電素子６，７の
各他端は、基台２上に立設された架台９，１０に接合さ
れ、圧電素子８の他端は基台２に接合されている。
【０００４】各圧電素子６，７，８の交差部上には、試
料５に対向して探針１１が支持され、各圧電素子６，７
の駆動により、探針１１が試料５の表面に対し水平面内
で直交するＸ，Ｙの２方向に走査され、圧電素子８の駆
動により、探針１１が試料５の表面に対し垂直方向であ
るＺ方向に移動される。すなわち、探針１１がＸ，Ｙ，
Ｚの３次元に移動される。
料５に対向して探針１１が支持され、各圧電素子６，７
の駆動により、探針１１が試料５の表面に対し水平面内
で直交するＸ，Ｙの２方向に走査され、圧電素子８の駆
動により、探針１１が試料５の表面に対し垂直方向であ
るＺ方向に移動される。すなわち、探針１１がＸ，Ｙ，
Ｚの３次元に移動される。
【０００５】各圧電素子６，７，８は、駆動回路１２か
ら電圧を印加されて駆動される。また、探針１１と試料
５との間にも電圧が印加され、そこに流れるトンネル電
流が検出手段１３により検出される。制御回路１４は、
探針１１と試料５との間に流れるトンネル電流の値が一
定となるように、検出手段１３の検出結果をもとに圧電
素子８に印加する電圧を可変してその駆動を制御する。
ら電圧を印加されて駆動される。また、探針１１と試料
５との間にも電圧が印加され、そこに流れるトンネル電
流が検出手段１３により検出される。制御回路１４は、
探針１１と試料５との間に流れるトンネル電流の値が一
定となるように、検出手段１３の検出結果をもとに圧電
素子８に印加する電圧を可変してその駆動を制御する。
【０００６】このような走査型トンネル顕微鏡に用いら
れる圧電素子としては、広い走査領域を得るために、圧
電定数ｄが大きな材料、例えばＰｂ（ Ｎｉ，Ｎｂ）
Ｏ３ −ＰｂＴｉＯ３ −ＰｂＺｒＯ３ 系等が用いら
れている。
れる圧電素子としては、広い走査領域を得るために、圧
電定数ｄが大きな材料、例えばＰｂ（ Ｎｉ，Ｎｂ）
Ｏ３ −ＰｂＴｉＯ３ −ＰｂＺｒＯ３ 系等が用いら
れている。
【０００７】超高真空中で使用される走査型トンネル顕
微鏡は、本体を真空容器内１に収容して大気から遮断し
、１０−１０ ｔｏｒｒ程度の真空度にする。その際、
真空容器１内に吸着したガス分子を除去するために、真
空容器１内は１５０°Ｃから２００°Ｃでベーキングさ
れる。このとき、キュリー温度以上加熱された圧電素子
は、自発分極を消失し、逆電圧性を生じなくなる。 例えば、上記したＰｂ（ Ｎｉ，Ｎｂ） Ｏ３ −Ｐｂ
ＴｉＯ３ −ＰｂＺｒＯ３ 系の圧電素子がその例であ
る。このままの状態では、圧電アクチュエータとして機
能させることができない。
微鏡は、本体を真空容器内１に収容して大気から遮断し
、１０−１０ ｔｏｒｒ程度の真空度にする。その際、
真空容器１内に吸着したガス分子を除去するために、真
空容器１内は１５０°Ｃから２００°Ｃでベーキングさ
れる。このとき、キュリー温度以上加熱された圧電素子
は、自発分極を消失し、逆電圧性を生じなくなる。 例えば、上記したＰｂ（ Ｎｉ，Ｎｂ） Ｏ３ −Ｐｂ
ＴｉＯ３ −ＰｂＺｒＯ３ 系の圧電素子がその例であ
る。このままの状態では、圧電アクチュエータとして機
能させることができない。
【０００８】そこで、真空容器１内全体のベーキング処
理後、キュリー温度以下で使用する前に、アクチュエー
タ用圧電素子に対して非常におおきな電界を印加して素
子の方向をできるだけ一方向に揃えるための電界ポーリ
ングを行なう。そうすることにより、ベーキング処理前
と同様に圧電アクチュエータとして機能させることがで
きる。
理後、キュリー温度以下で使用する前に、アクチュエー
タ用圧電素子に対して非常におおきな電界を印加して素
子の方向をできるだけ一方向に揃えるための電界ポーリ
ングを行なう。そうすることにより、ベーキング処理前
と同様に圧電アクチュエータとして機能させることがで
きる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
走査型トンネル顕微鏡では、真空容器内全体をベーキン
グする度に、アクチュエータ用圧電素子の電界ポーリン
グを行なう必要があり、この電界ポーリングを繰り返し
た圧電素子は、機械的強度が弱くなり、圧電素子の寿命
を縮めるという問題があった。
走査型トンネル顕微鏡では、真空容器内全体をベーキン
グする度に、アクチュエータ用圧電素子の電界ポーリン
グを行なう必要があり、この電界ポーリングを繰り返し
た圧電素子は、機械的強度が弱くなり、圧電素子の寿命
を縮めるという問題があった。
【００１０】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、真空容器内全体のベーキング処理後に電
界ポーリング処理を必要とせず、圧電アクチュエータの
機械的な耐久性の低下を防止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。
るものであり、真空容器内全体のベーキング処理後に電
界ポーリング処理を必要とせず、圧電アクチュエータの
機械的な耐久性の低下を防止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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、超高真空中で使用される走査型トンネル
顕微鏡の圧電アクチュエータとして、真空容器内全体の
ベーキング処理温度以上にキュリー点を有する圧電素子
を用いるようにしたものである。
成するために、超高真空中で使用される走査型トンネル
顕微鏡の圧電アクチュエータとして、真空容器内全体の
ベーキング処理温度以上にキュリー点を有する圧電素子
を用いるようにしたものである。
【００１２】
【作用】したがって、本発明によれば、真空容器内のベ
ーキング処理温度以上にキュリー点を有する圧電素子を
用いることにより、真空容器内のベーキング処理後のア
クチュエータ用圧電素子の電界ポーリングのプロセスを
省略することができ、その結果、圧電アクチュエータの
耐久性を高めることができる。
ーキング処理温度以上にキュリー点を有する圧電素子を
用いることにより、真空容器内のベーキング処理後のア
クチュエータ用圧電素子の電界ポーリングのプロセスを
省略することができ、その結果、圧電アクチュエータの
耐久性を高めることができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の一実施例について説明する。
第１図は圧電材料ＡおよびＢの引張力強度すなわち引張
力に対する破壊強度とベーキング回数との関係を示すグ
ラフである。ここで圧電材料Ａは、キュリー温度３２５
°ＣのＰｂ（ Ｍｇ，Ｎｂ） Ｏ３ −ＰｂＴｉＯ３
−ＰｂＺｒＯ３ 系の材料、圧電材料Ｂは、キュリー温
度１４５°ＣのＰｂ（ Ｎｉ，Ｎｂ）Ｏ３ −ＰｂＴｉ
Ｏ３ −ＰｂＺｒＯ３ 系の材料である。
力に対する破壊強度とベーキング回数との関係を示すグ
ラフである。ここで圧電材料Ａは、キュリー温度３２５
°ＣのＰｂ（ Ｍｇ，Ｎｂ） Ｏ３ −ＰｂＴｉＯ３
−ＰｂＺｒＯ３ 系の材料、圧電材料Ｂは、キュリー温
度１４５°ＣのＰｂ（ Ｎｉ，Ｎｂ）Ｏ３ −ＰｂＴｉ
Ｏ３ −ＰｂＺｒＯ３ 系の材料である。
【００１４】第１図に示す特性を得るにあたり、以下の
ような試験を行なった。まず、既に電界ポーリングされ
た圧電材料ＡおよびＢを準備する。圧電材料ＡおよびＢ
の大きさは同一とする。次いでそれぞれの圧電材料Ａお
よびＢを１７０°Ｃで１０時間ベーキング処理し、その
後、圧電材料Ｂについては室温において５ｋＶ／ｍｍの
電界で３０分間ポーリングを行なった。そして、このよ
うにして用意した圧電材料ＡおよびＢについて、引張力
による破壊強度試験を行なった。
ような試験を行なった。まず、既に電界ポーリングされ
た圧電材料ＡおよびＢを準備する。圧電材料ＡおよびＢ
の大きさは同一とする。次いでそれぞれの圧電材料Ａお
よびＢを１７０°Ｃで１０時間ベーキング処理し、その
後、圧電材料Ｂについては室温において５ｋＶ／ｍｍの
電界で３０分間ポーリングを行なった。そして、このよ
うにして用意した圧電材料ＡおよびＢについて、引張力
による破壊強度試験を行なった。
【００１５】第１図は以上の操作を繰り返して得た圧電
材料ＡおよびＢについての引張力強度のベーキング回数
依存特性を示すものである。この図から明らかなように
、ベーキング処理後、ポーリングプロセスの必要な圧電
材料Ｂと比較して、ポーリングプロセスの不要な圧電材
料Ａは、引張力強度の低下を相対的に防止することがで
きる。
材料ＡおよびＢについての引張力強度のベーキング回数
依存特性を示すものである。この図から明らかなように
、ベーキング処理後、ポーリングプロセスの必要な圧電
材料Ｂと比較して、ポーリングプロセスの不要な圧電材
料Ａは、引張力強度の低下を相対的に防止することがで
きる。
【００１６】発明の効果以上のように、本発明による走
査型トンネル顕微鏡は、圧電アクチュエータとして真空
容器全体のベーキング温度以上のキュリー点を有する圧
電素子を用いたので、真空容器内のベーキング処理後の
圧電素子の電界ポーリングプロセスを省略することがで
き、また、圧電アクチュエータの耐久性の低下を防止す
ることができるという効果を有する。
査型トンネル顕微鏡は、圧電アクチュエータとして真空
容器全体のベーキング温度以上のキュリー点を有する圧
電素子を用いたので、真空容器内のベーキング処理後の
圧電素子の電界ポーリングプロセスを省略することがで
き、また、圧電アクチュエータの耐久性の低下を防止す
ることができるという効果を有する。
【図１】本発明の一実施例における圧電材料ＡおよびＢ
の引張力強度に対するベーキング処理回数依存特性を示
すグラフ
の引張力強度に対するベーキング処理回数依存特性を示
すグラフ
【図２】従来の走査型トンネル顕微鏡の一例を示す概略
構成図
構成図
１ 真空容器
２ 基台
３ 架台
４ 試料台
５ 試料
６，７，８ 圧電素子
９，１０ 架台
１１ 探針
１２ 駆動回路
１３ 検出手段
１４ 制御回路
Ａ，Ｂ 圧電材料
Claims (1)
- 【請求項１】 １０−９ｔｏｒｒ以上の超高真空中で
使用される走査型トンネル顕微鏡の３次元微動機構を構
成する圧電アクチュエータとして、走査型トンネル顕微
鏡の真空容器内のベーキング処理温度以上にキュリー点
を有する圧電素子を用いたことを特徴とする走査型トン
ネル顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2401274A JPH04215006A (ja) | 1990-12-11 | 1990-12-11 | 走査型トンネル顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2401274A JPH04215006A (ja) | 1990-12-11 | 1990-12-11 | 走査型トンネル顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04215006A true JPH04215006A (ja) | 1992-08-05 |
Family
ID=18511115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2401274A Pending JPH04215006A (ja) | 1990-12-11 | 1990-12-11 | 走査型トンネル顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04215006A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105196279A (zh) * | 2015-11-11 | 2015-12-30 | 山东理工大学 | 具有超短支链的三平动解耦并联机器人 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5989960A (ja) * | 1982-11-11 | 1984-05-24 | 松下精工株式会社 | 空気調和機の寝込起動防止装置 |
| JPS6222303A (ja) * | 1985-07-20 | 1987-01-30 | 田代 正憲 | 広告用ネオンサイン部を有する街路灯 |
| JPS6433471A (en) * | 1987-07-27 | 1989-02-03 | Sanyo Electric Co | Cooling device for compressor |
| JPH01263461A (ja) * | 1988-04-12 | 1989-10-19 | Mitsubishi Electric Corp | ヒートポンプ装置 |
-
1990
- 1990-12-11 JP JP2401274A patent/JPH04215006A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5989960A (ja) * | 1982-11-11 | 1984-05-24 | 松下精工株式会社 | 空気調和機の寝込起動防止装置 |
| JPS6222303A (ja) * | 1985-07-20 | 1987-01-30 | 田代 正憲 | 広告用ネオンサイン部を有する街路灯 |
| JPS6433471A (en) * | 1987-07-27 | 1989-02-03 | Sanyo Electric Co | Cooling device for compressor |
| JPH01263461A (ja) * | 1988-04-12 | 1989-10-19 | Mitsubishi Electric Corp | ヒートポンプ装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105196279A (zh) * | 2015-11-11 | 2015-12-30 | 山东理工大学 | 具有超短支链的三平动解耦并联机器人 |
| CN105196279B (zh) * | 2015-11-11 | 2020-07-03 | 山东理工大学 | 具有超短支链的三平动解耦并联机器人 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sirohi et al. | Fundamental behavior of piezoceramic sheet actuators | |
| Tan et al. | In situ transmission electron microscopy studies of electric-field-induced phenomena in ferroelectrics | |
| Yin et al. | Domain‐scale imaging to dispel the clouds over the thermal depolarization of Bi0. 5Na0. 5TiO3‐based relaxor ferroelectrics | |
| Chonan et al. | Nonlinear hysteresis compensation of piezoelectric ceramic actuators | |
| Tan et al. | In situ transmission electron microscopy observations of electric-field-induced domain switching and microcracking in ferroelectric ceramics | |
| JPH04215006A (ja) | 走査型トンネル顕微鏡 | |
| Liu et al. | Scanning near-field acoustic study of ferroelectric BaTiO3 ceramics | |
| Xu et al. | In situ transmission electron microscopy study of electric-field-induced microcracking in single crystal Pb (Mg 1/3 Nb 2/3) O 3–PbTiO 3 | |
| Tajima et al. | Electric‐Field‐Induced Crack Growth Behavior in PZT/Al2O3 Composites | |
| EP1639657B1 (en) | Method of producing piezoelectric tubes | |
| KR102050954B1 (ko) | 온오프 액추에이터 | |
| Uchino et al. | Destruction mechanism of multilayer ceramic actuators | |
| Fu et al. | Effects of an applied electric field on the modulus of rupture of poled lead zirconate titanate ceramics | |
| DE102017213520A1 (de) | Referenzkammer für einen Fluidsensor, Fluidsensor, Vorrichtung mit einem Fluidsensor und Verfahren zum Bereitstellen einer Referenzkammer sowie zum Bestimmen einer Atmosphäreneigenschaft in einer Referenzkammer | |
| Schilling et al. | Imaging of polarized regions in ferroelectric polymers by scanning electron-microscopy | |
| JP3075033B2 (ja) | 圧電セラミックスの分極方法 | |
| JPS61268085A (ja) | 圧電体の分極方法 | |
| JPH10215008A (ja) | 圧電体セラミックス薄膜デバイス | |
| US3717562A (en) | FERROELASTIC TB (MoO ) AND DEVICES INCORPORATING | |
| JP2005093133A (ja) | 強誘電体結晶材料及びその製造方法 | |
| JPH01187402A (ja) | 走査トンネル顕微鏡 | |
| US6246159B1 (en) | Piezosensitive device comprising pyrophosphate material and method of making device | |
| Kondo et al. | Precise control of small displacements of a stacked piezoelectric actuator by means of layer-by-layer driving | |
| Ma et al. | In Situ Stress, Elastic Constant, Oxygen Surface Exchange Coefficient, and Thermo-Chemical Expansion Coefficient Measurements on Praseodymium Doped Ceria Thin Films | |
| Shepard et al. | The effects of biaxial stress on the ferroelectric characteristics of PZT thin films |