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走査型アトムプローブおよび走査型アトムプローブを用いた分析方法

国内特許コード P08S000076
整理番号 PA14-005
掲載日 2008年5月9日
出願番号 特願2002-590391
登録番号 特許第4111501号
出願日 平成14年3月22日(2002.3.22)
登録日 平成20年4月18日(2008.4.18)
国際出願番号 PCT/JP2002/002802
国際公開番号 WO 2002/093615
国際出願日 平成14年3月22日(2002.3.22)
国際公開日 平成14年11月21日(2002.11.21)
優先権データ
  • 60/278,423 (2001.3.26) US
発明者
  • 西川 治
出願人
  • 金沢工業大学
発明の名称 走査型アトムプローブおよび走査型アトムプローブを用いた分析方法
発明の概要 【要約】走査型アトムプローブ(100)において、まず、表面形状分析部(20)により試料(3)の表面形状が分析される。つづいて、引出電極(5)が試料表面の所望の分析領域に位置合わせされる。分析領域の電子状態を分析する場合は、試料(3)に直流高圧電源(2)から負のバイアス電圧を印加し、電界放射された電子をスクリーン(9)により検出する。分析領域の原子配置および組成を分析する場合は、試料(3)に直流高圧電源(2)およびパルス発生器(1)から正の電圧を印加し、電界蒸発により生成した陽イオンを、位置感知型イオン検出器(11)またはリフレクトロン型質量分析器(13)により検出する。
特許請求の範囲 【請求項1】 試料の表面を走査する電極と、 前記試料に電圧を供給する電圧供給部と、 前記電圧供給部により、前記試料の表面の原子が電界蒸発するのに十分な電圧を供給したときに、電界蒸発により生成したイオンを検出するイオン検出部と、 前記試料の表面の形状を分析する表面形状分析部と、 を備え、 前記表面形状分析部は、前記電極を探針として前記試料の表面を走査し、 前記電極は、漏斗型の形状を有し、試料側の先端の穴の周囲に、前記探針として機能する突起部を有する ことを特徴とする分析装置。
【請求項2】 前記突起部は、前記電極の先端に上乗せされた極微電極の先端に設けられることを特徴とする請求項1に記載の分析装置。
【請求項3】 前記極微電極は、イオンビームCVD法により形成されることを特徴とする請求項2に記載の分析装置。
【請求項4】 前記電極は白金により構成され、前記突起部は炭素、タングステン、イリジウム、及び電導性炭化物のうちいずれかにより構成されることを特徴とする請求項2又は3に記載の分析装置。
【請求項5】 前記試料の表面は平面状の形状を有し、前記表面形状分析部は、前記表面上の突起を探査し、前記電極は、前記突起の先端に位置合わせされ、前記イオン検出部は、前記突起の先端から電界蒸発したイオンを検出することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の分析装置。
【請求項6】 前記表面形状分析部は、走査型トンネル顕微鏡であることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の分析装置。
【請求項7】 前記表面形状分析部は、原子間力顕微鏡であることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の分析装置。
【請求項8】 前記表面形状分析部は、前記電極と交換可能に設けられた探針により前記試料の表面を走査することを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の分析装置。
【請求項9】 前記試料の表面の原子を光励起電界蒸発させるべく、前記試料にレーザー光を照射するためのレーザーをさらに備えることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の分析装置。
【請求項10】 前記イオン検出部は、電界蒸発により生成したイオンの位置を分析可能な位置感知型イオン検出器を含むことを特徴とする請求の範囲1から9のいずれかに記載の分析装置。
【請求項11】 前記イオン検出部は、電界蒸発により生成したイオンの質量を分析可能な質量分析器を含むことを特徴とする請求の範囲1から10のいずれかに記載の分析装置。
【請求項12】 前記電圧供給部により、前記試料の表面の電子が電界放射されるのに十分な電圧を供給したときに、前記電界放射された電子による像を投影する投影部をさらに備えることを特徴とする請求の範囲1から11のいずれかに記載の分析装置。
【請求項13】 電界放射された電子のうち、前記電極に入射した電子の電流値を測定する第1の電流計をさらに備えることを特徴とする請求項12に記載の分析装置。
【請求項14】 電界放射された電子のうち、前記投影部に入射した電子の電流値を測定する第2の電流計をさらに備えることを特徴とする請求項12又は13に記載の分析装置。
【請求項15】 前記第1の電流計または前記第2の電流計により測定された電流値に基づいて、前記電極を位置合わせすることを特徴とする請求項13又は14に記載の分析装置。
【請求項16】 漏斗型の形状を有する電極の、試料側の先端の穴の周囲に形成された突起部を探針として用いて試料の表面を走査して、試料の表面形状を取得する工程と、 前記電極を前記表面にある突起の先端に位置合わせする工程と、 前記試料に正電圧を供給して、表面の原子を電界蒸発させる工程と、 電界蒸発により生成したイオンを検出する工程と、 を含むことを特徴とする分析方法。
【請求項17】 前記原子を電界蒸発させる工程と、前記イオンを検出する工程とを繰り返し、前記試料における原子の3次元配置を取得することを特徴とする請求項16に記載の分析方法。
【請求項18】 前記試料に負電圧を供給して、表面の電子を電界放射し、その電子を検出する工程と、 前記負電圧の電圧値を変化させたときの、前記電圧値と前記電子の電流値との関係を測定する工程と、 をさらに含むことを特徴とする請求項16又は17に記載の分析方法。
産業区分
  • 試験、検査
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 権利存続中
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