JPH0752618Y2 - 探針走査型顕微鏡 - Google Patents
探針走査型顕微鏡Info
- Publication number
- JPH0752618Y2 JPH0752618Y2 JP11736090U JP11736090U JPH0752618Y2 JP H0752618 Y2 JPH0752618 Y2 JP H0752618Y2 JP 11736090 U JP11736090 U JP 11736090U JP 11736090 U JP11736090 U JP 11736090U JP H0752618 Y2 JPH0752618 Y2 JP H0752618Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- probe
- light
- sample
- critical angle
- prism
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、カンチレバー状の探針（以下、単に探針とい
う）を試料に対して微小距離まで近づけ、探針と試料の
間に作用する原子間力や磁気力などを探針の変位として
検出し、探針を試料表面上を走査させることにより、試
料の形状や表面の物性などを測定するようにした探針走
査型顕微鏡に関し、特に探針の変位を小型な装置で高感
度に検出できるようにするものである。
う）を試料に対して微小距離まで近づけ、探針と試料の
間に作用する原子間力や磁気力などを探針の変位として
検出し、探針を試料表面上を走査させることにより、試
料の形状や表面の物性などを測定するようにした探針走
査型顕微鏡に関し、特に探針の変位を小型な装置で高感
度に検出できるようにするものである。
〈従来の技術〉 第２図は探針走査型顕微鏡の従来例を示す構成図であ
る。第２図において、探針２と試料３とは微小距離まで
接近して配置されている。この探針２にレーザダイオー
ド11およびレンズ12から成るレーザ光源１から出射され
たレーザ光が集光され、探針２の背面で反射される。反
射光は２分割フォトダイオード４で受光される。２分割
フォトダイオード４では、その２つの素子が受光する光
量の差をとることにより、探針２の変位を検出でき、探
針２と試料３の間に働く力を検出することができる。
る。第２図において、探針２と試料３とは微小距離まで
接近して配置されている。この探針２にレーザダイオー
ド11およびレンズ12から成るレーザ光源１から出射され
たレーザ光が集光され、探針２の背面で反射される。反
射光は２分割フォトダイオード４で受光される。２分割
フォトダイオード４では、その２つの素子が受光する光
量の差をとることにより、探針２の変位を検出でき、探
針２と試料３の間に働く力を検出することができる。
〈考案が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記従来技術に示す探針走査型顕微鏡に
おいて、その検出感度は、探針２と２分割フォトダイオ
ード４との距離、即ち反射光路長に依存しており、両者
間の距離を小さくすることができないため、装置を小型
化できなかった。したがって、振動などの影響を受け易
かった。又、干渉計を用いた装置もあるが、装置が大掛
かりとなるため、振動などの影響を更に受け易かった。
おいて、その検出感度は、探針２と２分割フォトダイオ
ード４との距離、即ち反射光路長に依存しており、両者
間の距離を小さくすることができないため、装置を小型
化できなかった。したがって、振動などの影響を受け易
かった。又、干渉計を用いた装置もあるが、装置が大掛
かりとなるため、振動などの影響を更に受け易かった。
本考案は上記従来技術の課題を踏まえて成されたもので
あり、探針の変位検出系を小型化して、装置全体を小型
とすることにより、振動などの影響を受け難い高感度な
装置を提供することを目的としたものである。
あり、探針の変位検出系を小型化して、装置全体を小型
とすることにより、振動などの影響を受け難い高感度な
装置を提供することを目的としたものである。
〈課題を解決するための手段〉 上記課題を解決するための本考案の構成は、カンチレバ
ー状の探針を試料に対して微小距離まで近づけ、探針と
試料の間に作用する原子間力や磁気力などを探針の変位
として検出し、探針を試料表面上を走査させることによ
り、試料の形状や表面の物性などを測定するようにした
探針走査型顕微鏡において、レーザダイオードとこのレ
ーザダイオードの出力光を集光するためのレンズを備え
たレーザ光源と、このレーザ光源からの出射光をその背
面にて反射できるカンチレバー状の探針と、この探針か
らの反射光路上であって、プリズムの一変が反射光に対
して臨界角となるように設置された臨界プリズムとこの
臨界角プリズムからの透過光と反射光をそれぞれ受光す
る第1,第２の受光素子を備えた変位検出部を設けた構成
としたことを特徴とするものである。
ー状の探針を試料に対して微小距離まで近づけ、探針と
試料の間に作用する原子間力や磁気力などを探針の変位
として検出し、探針を試料表面上を走査させることによ
り、試料の形状や表面の物性などを測定するようにした
探針走査型顕微鏡において、レーザダイオードとこのレ
ーザダイオードの出力光を集光するためのレンズを備え
たレーザ光源と、このレーザ光源からの出射光をその背
面にて反射できるカンチレバー状の探針と、この探針か
らの反射光路上であって、プリズムの一変が反射光に対
して臨界角となるように設置された臨界プリズムとこの
臨界角プリズムからの透過光と反射光をそれぞれ受光す
る第1,第２の受光素子を備えた変位検出部を設けた構成
としたことを特徴とするものである。
〈作用〉 本考案によれば、受光光学系に臨界角プリズムを用い
て、臨界角プリズムからの反射光と透過光の光量の差に
より、探針の変位を検出する構成としている。したがっ
て、検出感度は探針からの反射光路長に依存しなくて
も、高感度となり、装置を小型化できる。
て、臨界角プリズムからの反射光と透過光の光量の差に
より、探針の変位を検出する構成としている。したがっ
て、検出感度は探針からの反射光路長に依存しなくて
も、高感度となり、装置を小型化できる。
〈実施例〉 以下、本考案を図面に基づいて説明する。
第１図は本考案の探針走査型顕微鏡の一実施例を示す構
成図である。なお、第１図において第２図と同一要素に
は同一符号を付して重複する説明は省略する。第１図と
第２図との相違点は、レーザ光源１から出射され探針２
の背面で反射した光を受光する２分割フォトダイオード
４の代りに、臨界角プリズム51,第１および第２のフォ
トダイオード52,53からなる変位検出部５を設けた点で
ある。なお、臨界角プリズム51は、探針２からの反射光
路上であって、臨界角プリズム51の一辺が反射光に対し
て臨界角となるように設置され、臨界角プリズム51から
の透過光は第１のフォトダイオード52で、反射光は第２
のフォトダイオード53でそれぞれ受光される。又、変位
検出部５は探針２に力が作用していない状態では、第１
のフォトダイオード52と第２のフォトダイオード53に
は、ほぼ同量の光が入射されるように、臨界角プリズム
51に対して配置調整されている。
成図である。なお、第１図において第２図と同一要素に
は同一符号を付して重複する説明は省略する。第１図と
第２図との相違点は、レーザ光源１から出射され探針２
の背面で反射した光を受光する２分割フォトダイオード
４の代りに、臨界角プリズム51,第１および第２のフォ
トダイオード52,53からなる変位検出部５を設けた点で
ある。なお、臨界角プリズム51は、探針２からの反射光
路上であって、臨界角プリズム51の一辺が反射光に対し
て臨界角となるように設置され、臨界角プリズム51から
の透過光は第１のフォトダイオード52で、反射光は第２
のフォトダイオード53でそれぞれ受光される。又、変位
検出部５は探針２に力が作用していない状態では、第１
のフォトダイオード52と第２のフォトダイオード53に
は、ほぼ同量の光が入射されるように、臨界角プリズム
51に対して配置調整されている。
このような構成において、レーザダイオード11とレンズ
12からなるレーザ光源１において、レーザダイオード11
から出射したレーザ光は、レンズ12により探針２に集光
される。探針２に集光したレーザ光は、その背面で反射
され、臨界角プリズム51,第１のフォトダイオード52,第
２のフォトダイオード53からなる変位検出部５におい
て、まず臨界角プリズム51に入射し、その透過光は第１
のフォトダイオード52に、反射光は第２のフォトダイオ
ード53により、それぞれ受光される。この時、探針２と
試料３との間に原子間力や磁気力などが作用して、探針
２が変形（曲がる）すると、臨界角プリズム51からの透
過光と反射光の光量が変化する。したがって、第１のフ
ォトダイオード52と第２のフォトダイオード53に入射す
る光量が変化する。この光量の差をとることにより、探
針２の変位を検出でき、探針２と試料３の間に作用する
力を検出することができる。
12からなるレーザ光源１において、レーザダイオード11
から出射したレーザ光は、レンズ12により探針２に集光
される。探針２に集光したレーザ光は、その背面で反射
され、臨界角プリズム51,第１のフォトダイオード52,第
２のフォトダイオード53からなる変位検出部５におい
て、まず臨界角プリズム51に入射し、その透過光は第１
のフォトダイオード52に、反射光は第２のフォトダイオ
ード53により、それぞれ受光される。この時、探針２と
試料３との間に原子間力や磁気力などが作用して、探針
２が変形（曲がる）すると、臨界角プリズム51からの透
過光と反射光の光量が変化する。したがって、第１のフ
ォトダイオード52と第２のフォトダイオード53に入射す
る光量が変化する。この光量の差をとることにより、探
針２の変位を検出でき、探針２と試料３の間に作用する
力を検出することができる。
〈考案の効果〉 以上、実施例と共に具体的に説明したように、本考案に
よれば、探針からの反射光路上に臨界角プリズムを設置
し、臨界角プリズムからの反射光と透過光の光量の差に
より、探針の変形を検出するような構成としている。し
たがって、検出感度が反射光路長に依存せず、高感度と
なるため、装置の小型化が可能となり、振動などの影響
を受け難い探針走査型顕微鏡を実現できる。
よれば、探針からの反射光路上に臨界角プリズムを設置
し、臨界角プリズムからの反射光と透過光の光量の差に
より、探針の変形を検出するような構成としている。し
たがって、検出感度が反射光路長に依存せず、高感度と
なるため、装置の小型化が可能となり、振動などの影響
を受け難い探針走査型顕微鏡を実現できる。
第１図は本考案の探針走査型顕微鏡の一実施例を示す構
成図、第２図は従来例である。 １…レーザ光源、２…カンチレバー状の探針、３…試
料、５…変位検出部、11…レーザダイオード、12…レン
ズ、51…臨界角プリズム、52…第１のフォトダイオー
ド、53…第２のフォトダイオード。
成図、第２図は従来例である。 １…レーザ光源、２…カンチレバー状の探針、３…試
料、５…変位検出部、11…レーザダイオード、12…レン
ズ、51…臨界角プリズム、52…第１のフォトダイオー
ド、53…第２のフォトダイオード。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−281103（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−187607（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−40506（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−7236（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−5208（ＪＰ，Ａ) Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅ ｔｔｅｒｓ，55（24），1989，ＰＰ．2491 −2493
Claims (1)
- 【請求項１】カンチレバー状の探針を試料に対して微小
距離まで近づけ、探針と試料の間に作用する原子間力や
磁気力などを探針の変位として検出し、探針を試料表面
上を走査させることにより、試料の形状や表面の物性な
どを測定するようにした探針走査型顕微鏡において、 レーザダイオードとこのレーザダイオードの出力光を集
光するためのレンズを備えたレーザ光源と、 このレーザ光源からの出射光をその背面にて反射できる
カンチレバー状の探針と、 この探針からの反射光路上であって、プリズムの一辺が
反射光に対して臨界角となるように設置された臨界角プ
リズムとこの臨界角プリズムからの透過光と反射光をそ
れぞれ受光する第1,第２の受光素子を備えた変位検出部
を設けた構成としたことを特徴とする探針走査型顕微
鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11736090U JPH0752618Y2 (ja) | 1990-11-08 | 1990-11-08 | 探針走査型顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11736090U JPH0752618Y2 (ja) | 1990-11-08 | 1990-11-08 | 探針走査型顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0473809U JPH0473809U (ja) | 1992-06-29 |
| JPH0752618Y2 true JPH0752618Y2 (ja) | 1995-11-29 |
Family
ID=31865259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11736090U Expired - Lifetime JPH0752618Y2 (ja) | 1990-11-08 | 1990-11-08 | 探針走査型顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0752618Y2 (ja) |
-
1990
- 1990-11-08 JP JP11736090U patent/JPH0752618Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ，５５（２４），１９８９，ＰＰ．２４９１−２４９３ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0473809U (ja) | 1992-06-29 |
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