JPH06117846A - Interatomic force microscope - Google Patents
Interatomic force microscopeInfo
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- JPH06117846A JPH06117846A JP4267018A JP26701892A JPH06117846A JP H06117846 A JPH06117846 A JP H06117846A JP 4267018 A JP4267018 A JP 4267018A JP 26701892 A JP26701892 A JP 26701892A JP H06117846 A JPH06117846 A JP H06117846A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光干渉法によりカンチ
レバーの変位量を検出する原子間力顕微鏡（以下、ＡＦ
Ｍと称す）に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an atomic force microscope (hereinafter referred to as AF, which detects displacement of a cantilever by an optical interference method).
(Referred to as M).
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＡＦＭにおいて、カンチレバーの変位量
を検出する方法の一つとして光干渉法が知られている。
図６にカンチレバーの変位量を光干渉法により検出する
方式を採用したＡＦＭの概略の構成例を示す。2. Description of the Related Art Optical interferometry is known as one of the methods for detecting the amount of displacement of a cantilever in an AFM.
FIG. 6 shows a schematic configuration example of an AFM that adopts a method of detecting the displacement amount of the cantilever by an optical interference method.
【０００３】Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸の駆動部を有するＰＺＴ
スキャナ１の上には試料２がセットされており、試料２
に対向してカンチレバー３が配置されている。一方、Ｈ
ｅ−Ｎｅガスレーザあるいは半導体レーザ等からなるレ
ーザ光源４から発光されたレーザ光は光ファイバ等によ
り光カプラ５に導かれ、光カプラ５において、光ファイ
バ１０を介してカンチレバー３へ導かれる光と光電変換
器７に導かれる光に分岐される。PZT having a drive unit for three axes of X, Y and Z
The sample 2 is set on the scanner 1, and the sample 2
A cantilever 3 is arranged so as to face the. On the other hand, H
Laser light emitted from a laser light source 4 such as an e-Ne gas laser or a semiconductor laser is guided to an optical coupler 5 by an optical fiber or the like, and in the optical coupler 5, light guided to the cantilever 3 via the optical fiber 10 and photoelectric. It is split into light that is guided to the converter 7.
【０００４】光ファイバ１０を介してカンチレバー３に
導かれたレーザ光の殆どはカンチレバー３の表面で反射
して再び光ファイバ１０に入射するが、カンチレバー３
側に導かれたレーザ光の数％程度は光ファイバ１０の端
面で反射し、光ファイバ１０の中を逆方向に進行する。
これによってカンチレバー３で反射したレーザ光と光フ
ァイバ１０の端面で反射したレーザ光が干渉する。この
干渉光は光ファイバ１０を逆方向に進行し、光カプラ５
により光電変換器６に導かれる。Most of the laser light guided to the cantilever 3 via the optical fiber 10 is reflected by the surface of the cantilever 3 and is incident on the optical fiber 10 again.
About several percent of the laser light guided to the side is reflected by the end face of the optical fiber 10 and travels in the optical fiber 10 in the opposite direction.
As a result, the laser light reflected by the cantilever 3 interferes with the laser light reflected by the end face of the optical fiber 10. This interference light travels in the opposite direction in the optical fiber 10, and the optical coupler 5
Is guided to the photoelectric converter 6.
【０００５】この光電変換器６の出力信号（以下、干渉
光強度信号と称す）は、図７に示すように、カンチレバ
ー３と光ファイバ１０との間の距離を示すカンチレバー
の変位量に対して、レーザ光源４から発光されるレーザ
光の半波長を周期とするコサイン関数的に変化する。な
お、図７においてＢＧはバックグランド成分を示す。As shown in FIG. 7, the output signal of the photoelectric converter 6 (hereinafter referred to as an interference light intensity signal) is relative to the displacement amount of the cantilever indicating the distance between the cantilever 3 and the optical fiber 10. , Which changes like a cosine function having a cycle of a half wavelength of the laser light emitted from the laser light source 4. In FIG. 7, BG indicates a background component.
【０００６】光電変換器６からの干渉光強度信号及び光
電変換器７の出力信号はコンパレータ８に入力される
が、干渉光強度信号には基準信号Ref が重畳される。こ
れによりコンパレータ８からはカンチレバー３の変位量
に対応した信号が出力される。そしてコンパレータ８の
出力信号はＨＶアンプ９で増幅され、ＰＺＴスキャナ１
のＺ駆動部に入力される。これによってＰＺＴスキャナ
１のＺ駆動部にフィードバックがかかり、試料２の試料
面のＺ方向位置は、試料２とカンチレバー３との間の原
子間力が一定になるように制御される。The interference light intensity signal from the photoelectric converter 6 and the output signal of the photoelectric converter 7 are input to the comparator 8, and the reference signal Ref is superimposed on the interference light intensity signal. As a result, the comparator 8 outputs a signal corresponding to the amount of displacement of the cantilever 3. The output signal of the comparator 8 is amplified by the HV amplifier 9, and the PZT scanner 1
Is input to the Z drive unit of. As a result, feedback is applied to the Z drive unit of the PZT scanner 1, and the Z direction position of the sample surface of the sample 2 is controlled so that the atomic force between the sample 2 and the cantilever 3 becomes constant.
【０００７】即ち、カンチレバー３と光ファイバ１０の
端面との距離は、カンチレバー３と試料２との間の原子
間力により変化し、それに伴って光電変換器６の出力で
ある干渉光強度信号が変化するが、試料２は、この干渉
光強度信号の変化量を一定に保つように、カンチレバー
３に対する試料面の高さが制御されるのである。従っ
て、このＺ駆動信号を輝度信号としてＸＹ平面を走査す
ることによって原子間力が一定となるときのＡＦＭ像が
得られる。That is, the distance between the cantilever 3 and the end face of the optical fiber 10 is changed by the atomic force between the cantilever 3 and the sample 2, and the interference light intensity signal output from the photoelectric converter 6 is changed accordingly. Although changing, in the sample 2, the height of the sample surface with respect to the cantilever 3 is controlled so that the amount of change in the interference light intensity signal is kept constant. Therefore, by scanning the XY plane with this Z drive signal as a luminance signal, an AFM image when the atomic force becomes constant can be obtained.
【０００８】例えば、いまカンチレバー３が変位してい
ないとき、即ち試料２からの原子間力を受けていないと
きにコンパレータ８の出力が０Ｖとなるように光電変換
器６，７の光電変換率が調整されており、基準信号Ref
として０Ｖを与えた場合には、試料２の試料面の位置は
常にカンチレバー３が変位していない状態になるように
制御され、また基準電圧Ref として検出したい原子間力
に対応した電圧を与えると、試料２の試料面の位置は当
該基準電圧Ref に対応する原子間力が常に一定になるよ
うに制御される。For example, when the cantilever 3 is not displaced, that is, when the interatomic force from the sample 2 is not received, the photoelectric conversion rates of the photoelectric converters 6 and 7 are set so that the output of the comparator 8 becomes 0V. Adjusted and reference signal Ref
When 0 V is applied as, the position of the sample surface of the sample 2 is always controlled so that the cantilever 3 is not displaced, and when a voltage corresponding to the atomic force to be detected is applied as the reference voltage Ref. The position of the sample surface of the sample 2 is controlled so that the atomic force corresponding to the reference voltage Ref is always constant.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような光干渉法を用いてカンチレバーの変位量を検出
するものにおいては干渉光強度信号の絶対値の変化を検
出して原子間力に換算するので、熱ドリフト等によって
光ファイバー１０の端面とカンチレバー３との距離が変
化した場合にも干渉光強度信号が変化し、これが原子間
力の変化として検出されてしまい、原子間力を一定にす
るモードで観察した場合、熱ドリフトによって光ファイ
バー１０の端面とカンチレバー３との距離が変化してい
るのにも拘らず実際に原子間力が変化したと検出されて
正しいＡＦＭ像が得られないばかりか、熱ドリフトの方
向によってはカンチレバーが試料面に接触し、試料表面
を傷つけてしまう場合があるという問題がある。However, in the case of detecting the displacement amount of the cantilever by using the optical interference method as described above, the change in the absolute value of the interference light intensity signal is detected and converted into the interatomic force. Therefore, even when the distance between the end face of the optical fiber 10 and the cantilever 3 changes due to thermal drift or the like, the interference light intensity signal changes, and this is detected as a change in atomic force, and the mode for keeping the atomic force constant is obtained. When observed with, not only a correct AFM image cannot be obtained because it is detected that the atomic force actually changes despite the change in the distance between the end face of the optical fiber 10 and the cantilever 3 due to thermal drift. There is a problem that the cantilever may contact the sample surface and damage the sample surface depending on the direction of thermal drift.
【００１０】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、光干渉法によりカンチレバーの変位量を検出する
原子間力顕微鏡において、熱ドリフト等のノイズによる
干渉光強度信号の変化を検出することがない原子間力顕
微鏡を提供することを目的とするものである。The present invention is to solve the above-mentioned problems, and in an atomic force microscope for detecting the amount of displacement of a cantilever by an optical interference method, detects a change in the interference light intensity signal due to noise such as thermal drift. It is an object of the present invention to provide an atomic force microscope that does not exist.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の原子間力顕微鏡は、光干渉法によりカン
チレバーの変位量を検出する原子間力顕微鏡において、
試料とカンチレバーの距離を適宜の周期、振幅で相対的
に振動させる振動手段と、干渉光を光電変換した信号と
前記試料とカンチレバーの相対的振動を行わせる信号と
を同期して入力し、処理して得られる信号に基づいて試
料とカンチレバーとの距離を制御するフィードバックル
ープとを備えることを特徴とする。In order to achieve the above object, the atomic force microscope of the present invention is an atomic force microscope that detects the displacement of a cantilever by optical interferometry.
A vibrating means for relatively vibrating the distance between the sample and the cantilever with an appropriate period and an amplitude, and a signal that photoelectrically converts the interference light and a signal for performing relative vibration of the sample and the cantilever are input in synchronization and processed. It is characterized by comprising a feedback loop for controlling the distance between the sample and the cantilever based on the signal thus obtained.
【００１２】[0012]
【作用】試料とカンチレバーの距離は振動手段によって
適宜の周期、振幅で相対的に振動される。そして、干渉
光を光電変換して得られる信号は、前記試料とカンチレ
バーの相対的振動を行わせるための信号と同期的に処理
され、その処理の結果得られた信号は試料とカンチレバ
ーとの距離を制御するための駆動部にフィードバックさ
れる。The distance between the sample and the cantilever is relatively oscillated by the oscillating means at an appropriate cycle and amplitude. Then, the signal obtained by photoelectrically converting the interference light is processed synchronously with the signal for causing relative vibration of the sample and the cantilever, and the signal obtained as a result of the processing is the distance between the sample and the cantilever. Is fed back to the drive unit for controlling the.
【００１３】これによって、熱ドリフト等のノイズに基
づく干渉光強度信号成分を除去することができ、カンチ
レバーの変位量分だけの干渉光強度信号成分のみ検出す
ることができる。As a result, the interference light intensity signal component due to noise such as thermal drift can be removed, and only the interference light intensity signal component corresponding to the displacement amount of the cantilever can be detected.
【００１４】[0014]
【実施例】以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。Embodiments will be described below with reference to the drawings.
【００１５】図１は本発明に係る原子間力顕微鏡の一実
施例の構成を示す図であり、図中、１１は容器、１２は
Ｚモデュレーション用ＰＺＴ、１３は支持台、１４、１
５はネジ、１６は発振器、１７はロック・イン・アンプ
（以下、ＬＩＡと称す）、１８はコンパレータ、１９は
変位量調整用増幅器、２０はＨＶアンプを示す。なお、
図１において図６に示す構成要素と同等な構成要素につ
いては同一の符号を付す。FIG. 1 is a diagram showing the structure of an embodiment of an atomic force microscope according to the present invention. In the figure, 11 is a container, 12 is a PZT for Z modulation, 13 is a support, 14, 1
Reference numeral 5 is a screw, 16 is an oscillator, 17 is a lock-in amplifier (hereinafter referred to as LIA), 18 is a comparator, 19 is a displacement adjusting amplifier, and 20 is an HV amplifier. In addition,
In FIG. 1, the same components as those shown in FIG. 6 are designated by the same reference numerals.
【００１６】ＰＺＴスキャナ１は容器１１に収納されて
おり、このＰＺＴスキャナ１の上部にはＺモデュレーシ
ョン用ＰＺＴ１２が設けられ、更にその上には試料２が
セットされる。カンチレバー３及び光ファイバ１０は支
持台１３によって支持されており、ネジ１４、１５によ
ってカンチレバー３と試料２との距離が調整可能となさ
れている。ＰＺＴスキャナ１には、カンチレバー３に対
して試料２を走査するためのＸ，Ｙの走査信号及びＨＶ
アンプ２０の出力であるＺ駆動信号が印加され、Ｚモデ
ュレーション用ＰＺＴ１２には発振器１６の出力信号が
印加される。The PZT scanner 1 is housed in a container 11, a PZT 12 for Z modulation is provided on the PZT scanner 1, and a sample 2 is set on the PZT 12. The cantilever 3 and the optical fiber 10 are supported by a support base 13, and the distance between the cantilever 3 and the sample 2 can be adjusted by screws 14 and 15. The PZT scanner 1 has X and Y scanning signals and HV for scanning the sample 2 with respect to the cantilever 3.
The Z drive signal which is the output of the amplifier 20 is applied, and the output signal of the oscillator 16 is applied to the PZT 12 for Z modulation.
【００１７】レーザ光源４からのレーザ光は、光カプラ
５及び光ファイバ１０を介してカンチレバー３へ導かれ
る。光ファイバ１０を介してカンチレバー３に導かれた
レーザ光の殆どはカンチレバー３の表面で反射して再び
光ファイバ１０に入射するが、カンチレバー３側に導か
れたレーザ光の数％程度は光ファイバ１０の端面で反射
し、光ファイバ１０の中を逆方向に進行する。これによ
ってカンチレバー３で反射したレーザ光と光ファイバ１
０の端面で反射したレーザ光が干渉する。この干渉光は
光ファイバ１０を逆方向に進行し、光カプラ５により光
電変換器６に導かれ電気信号に変換され、干渉光強度信
号が出力される。Laser light from the laser light source 4 is guided to the cantilever 3 via the optical coupler 5 and the optical fiber 10. Most of the laser light guided to the cantilever 3 via the optical fiber 10 is reflected by the surface of the cantilever 3 and is incident on the optical fiber 10 again, but about several percent of the laser light guided to the cantilever 3 side is the optical fiber. The light is reflected by the end face 10 and travels in the optical fiber 10 in the opposite direction. As a result, the laser beam reflected by the cantilever 3 and the optical fiber 1
The laser light reflected by the end face of 0 interferes. The interference light travels in the opposite direction through the optical fiber 10, is guided to the photoelectric converter 6 by the optical coupler 5, is converted into an electric signal, and the interference light intensity signal is output.
【００１８】干渉光強度信号はＬＩＡ１７に入力される
が、ＬＩＡ１７には発振器１６からの信号も入力され
る。発振器１６は、図２に示すように、正弦波状の信号
を出力する。発振器１６の出力信号は変位量調整用増幅
器１９で増幅され、Ｚモデュレーション用ＰＺＴ１２に
入力される。これによって試料２はＺ方向に振動される
ことになる。ここで、Ｚモデュレーション用ＰＺＴ１２
に入力される正弦波状信号の振幅は、この正弦波状信号
によるカンチレバー３の変位量が検出しようとする原子
間力に対応した変位量より大きくなるように変位量調整
用増幅器１９で調整される。また、当該正弦波状信号の
周波数は、この周波数によってスキャンスピードの上限
が決定されてしまうので、カンチレバー３の固有振動数
より小さい範囲でなるべく大きく設定する。The interference light intensity signal is input to the LIA 17, and the signal from the oscillator 16 is also input to the LIA 17. The oscillator 16 outputs a sinusoidal signal, as shown in FIG. The output signal of the oscillator 16 is amplified by the displacement amount adjusting amplifier 19 and input to the Z modulation PZT 12. As a result, the sample 2 is vibrated in the Z direction. Here, PZT12 for Z modulation
The amplitude of the sinusoidal signal input to is adjusted by the displacement adjusting amplifier 19 so that the displacement of the cantilever 3 due to the sinusoidal signal becomes larger than the displacement corresponding to the atomic force to be detected. Further, the frequency of the sinusoidal signal is set as large as possible within the range smaller than the natural frequency of the cantilever 3, because the upper limit of the scan speed is determined by this frequency.
【００１９】さて、図１の構成において、まずネジ１
４，１５を操作してカンチレバー３を試料２に数オング
ストロームの距離までまで接近させる。このとき、試料
２は発振器１６からの正弦波状信号によりＺ方向に振動
しているため、発振器１６の出力信号が最大値ＶMax と
なる場合には、図３Ａに示すように、試料２はカンチレ
バー３から原子間力が働かない程度の距離まで大きく離
れ、最小値ＶMin となる場合には、図３Ｂに示すように
試料２はカンチレバー３に接触する状態となる。Now, in the configuration of FIG.
4 and 15 are operated to bring the cantilever 3 closer to the sample 2 up to a distance of several angstroms. At this time, since the sample 2 is vibrating in the Z direction by the sinusoidal signal from the oscillator 16, when the output signal of the oscillator 16 has the maximum value V Max , the sample 2 is a cantilever as shown in FIG. 3A. When the distance is greatly deviated from 3 to a distance where the atomic force does not work and reaches the minimum value V Min , the sample 2 comes into contact with the cantilever 3 as shown in FIG. 3B.
【００２０】従って、光ファイバ１０を戻ってくる干渉
光の強度は、図３Ａに示す状態においてはカンチレバー
３が変位していないときの強度（ＩBG）となり、図３Ｂ
に示す状態においてはカンチレバー３が変位していると
きの強度（ＩBG＋ＩSIG ）となるので、この干渉光を光
電変換器６で光電変換して得られる出力信号は、図４Ｂ
に示すようになる。なお、図４Ａは発振器１６の出力信
号を示す。Therefore, the intensity of the interference light returning from the optical fiber 10 becomes the intensity (I BG ) when the cantilever 3 is not displaced in the state shown in FIG. 3A, and FIG.
In the state shown in Fig. 4, since the intensity becomes (I BG + I SIG ) when the cantilever 3 is displaced, the output signal obtained by photoelectrically converting this interference light by the photoelectric converter 6 is as shown in Fig. 4B.
As shown in. Note that FIG. 4A shows the output signal of the oscillator 16.
【００２１】そこで、光電変換器６の出力信号を発振器
１６の出力信号と同期させてＬＩＡ１７に入力させて比
較し、処理することによって、カンチレバー３の変位量
分の干渉光強度（ＩSIG ）に相当した信号のみが得られ
る。そして、このＬＩＡ１７の出力信号は、コンパレー
タ１８で基準信号Ref と比較され、ＨＶアンプ２０で増
幅されてＰＺＴスキャナ１のＺ駆動部にフィードバック
される。これによって試料２の試料面の位置は基準電圧
Ref に対応する原子間力が常に一定になるように制御さ
れる。Therefore, the output signal of the photoelectric converter 6 is input to the LIA 17 in synchronism with the output signal of the oscillator 16 for comparison and processing to obtain the interference light intensity (I SIG ) corresponding to the displacement amount of the cantilever 3. Only the corresponding signal is obtained. The output signal of the LIA 17 is compared with the reference signal Ref by the comparator 18, amplified by the HV amplifier 20, and fed back to the Z drive unit of the PZT scanner 1. As a result, the position of the sample surface of sample 2 becomes the reference voltage.
The atomic force corresponding to Ref is controlled so that it is always constant.
【００２２】この構成によれば、光電変換器６の出力信
号、即ち干渉光の強度は、ファイバー１０の端面とカン
チレバー３との距離の変化に対して数10ｎｍの範囲で略
リニアに変化するので、この範囲内の熱ドリフト等によ
るファイバー１０の端面とカンチレバー３の間の距離の
変化に対しては、Ｚ駆動に吸収され、従来のように疑似
的な原子間力には換算されないので、コンパレータ１８
の出力は正しく試料２の表面の凹凸を表すものとなる。
なお、熱ドリフトは通常連続的に変化するものであり、
表面の凹凸というよりは表面の傾斜として現れるが、原
子間力を一定にして試料の表面の像を得るモードにおい
ては特に問題とはならないものである。According to this structure, the output signal of the photoelectric converter 6, that is, the intensity of the interference light changes substantially linearly within a range of several tens of nm with respect to the change in the distance between the end face of the fiber 10 and the cantilever 3. A change in the distance between the end face of the fiber 10 and the cantilever 3 due to thermal drift or the like within this range is absorbed by the Z drive and is not converted into a pseudo atomic force as in the conventional case. 18
The output of (1) correctly represents the unevenness of the surface of the sample 2.
Note that the thermal drift usually changes continuously,
Although it appears as an inclination of the surface rather than unevenness of the surface, it does not cause any particular problem in a mode in which an image of the surface of the sample is obtained with a constant atomic force.
【００２３】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく種々
の変形が可能である。例えば、上記実施例ではカンチレ
バーに対して試料を走査するものとしたが、試料に対し
てカンチレバーを走査することも勿論可能である。図５
はその構成例を示す図であり、試料２は試料台２４上に
載置されている。また、光ファイバ１０及びカンチレバ
ー３は支持部材２３に支持されており、この支持部材２
３は円筒状のＰＺＴスキャナ２１の先端に固定されてい
る。そして、円筒状のＰＺＴスキャナ２１の所定の位置
には円筒状のＺモデュレーション用ＰＺＴ２２が設けら
れている。従って、この円筒状のＰＺＴスキャナ２１に
Ｘ，Ｙ走査信号を入力することによって試料２に対して
カンチレバー３及び光ファイバ１０を走査することがで
き、更に円筒状のＺモデュレーション用ＰＺＴ２２に図
１の変位量調整用増幅器１９の出力信号を入力すること
により試料２に対してカンチレバー３及び光ファイバ１
０を共に上述したと同様に振動させることができる。Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment and various modifications can be made. For example, although the sample is scanned with respect to the cantilever in the above embodiment, it is of course possible to scan the sample with the cantilever. Figure 5
FIG. 3 is a diagram showing an example of its configuration, and the sample 2 is placed on the sample table 24. The optical fiber 10 and the cantilever 3 are supported by a supporting member 23, and the supporting member 2
3 is fixed to the tip of a cylindrical PZT scanner 21. A cylindrical Z modulation PZT 22 is provided at a predetermined position of the cylindrical PZT scanner 21. Therefore, the cantilever 3 and the optical fiber 10 can be scanned with respect to the sample 2 by inputting the X and Y scanning signals to the cylindrical PZT scanner 21, and the cylindrical PZT 22 for Z modulation can be used as shown in FIG. By inputting the output signal of the displacement amount adjusting amplifier 19 of the cantilever 3 and the optical fiber 1 with respect to the sample 2.
Both 0 can be vibrated in the same manner as described above.
【００２４】[0024]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、カンチレバーが変位している状態での干渉光
の強度と、変位していない状態での干渉光の強度の差を
求めるためにカンチレバーの変位量を従来より高感度に
検出することができるばかりでなく、光ファイバーの端
面とカンチレバー間の距離が熱ドリフト等によって変化
しても検出される原子間力は変化しないものである。As is apparent from the above description, according to the present invention, the difference between the intensity of the interference light when the cantilever is displaced and the intensity of the interference light when the cantilever is not displaced is obtained. Therefore, not only the displacement of the cantilever can be detected with higher sensitivity than before, but also the detected atomic force does not change even if the distance between the end face of the optical fiber and the cantilever changes due to thermal drift or the like. .
【図１】 本発明の一実施例の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an exemplary embodiment of the present invention.
【図２】 発振器１６の出力信号の波形を示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing a waveform of an output signal of an oscillator 16.
【図３】 発振器１６からの信号による試料の振動を説
明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining vibration of a sample due to a signal from an oscillator 16.
【図４】 図１における光電変換器６の出力信号の波形
を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a waveform of an output signal of the photoelectric converter 6 in FIG.
【図５】 本発明の変形例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a modified example of the present invention.
【図６】 光干渉法を用いた従来の原子間力顕微鏡の構
成例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of a conventional atomic force microscope using optical interferometry.
【図７】 干渉光の強度を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the intensity of interference light.
１…ＰＺＴスキャナ１、２…試料、３…カンチレバー、
４…レーザ光源、５…光カプラ、６，７…光電変換器、
８…コンパレータ、９…ＨＶアンプ、１０…光ファイ
バ、１１…容器、１２…Ｚモデュレーション用ＰＺＴ、
１３…支持台、１４、１５…ネジ、１６…発振器、１７
…ロック・イン・アンプ、１８…コンパレータ、１９…
変位量調整用増幅器、２０…ＨＶアンプ。1 ... PZT scanner 1, 2 ... sample, 3 ... cantilever,
4 ... Laser light source, 5 ... Optical coupler, 6, 7 ... Photoelectric converter,
8 ... Comparator, 9 ... HV amplifier, 10 ... Optical fiber, 11 ... Container, 12 ... PZT for Z modulation,
13 ... Support base, 14, 15 ... Screws, 16 ... Oscillator, 17
... lock-in amplifier, 18 ... comparator, 19 ...
Displacement adjustment amplifier, 20 ... HV amplifier.
Claims (1)
検出する原子間力顕微鏡において、試料とカンチレバー
の距離を適宜の周期、振幅で相対的に振動させる振動手
段と、干渉光を光電変換した信号と前記試料とカンチレ
バーの相対的振動を行わせる信号とを同期して入力し、
処理して得られる信号に基づいて試料とカンチレバーと
の距離を制御するフィードバックループとを備えること
を特徴とする原子間力顕微鏡。1. An atomic force microscope for detecting a displacement amount of a cantilever by an optical interference method, a vibrating means for relatively vibrating a distance between a sample and the cantilever at an appropriate cycle and amplitude, and a signal obtained by photoelectrically converting the interference light. And the signal that causes relative vibration of the sample and the cantilever to be input in synchronization,
An atomic force microscope, comprising: a feedback loop that controls a distance between a sample and a cantilever based on a signal obtained by processing.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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1992
- 1992-10-06 JP JP4267018A patent/JP2994877B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| WO2008083694A1 (en) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Nambition Gmbh | Apparatus and method for investigating biological systems and solid systems |
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