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走査型プローブ顕微鏡と計測方法

シーズコード S110006770
掲載日 2011年12月5日
研究者
  • 齊藤 準
技術名称 走査型プローブ顕微鏡と計測方法
技術概要 測定系では、先端に探針1が設けられたカンチレバー2の基部は加振電源と圧電素子を有する加振装置3を有し、探針1を一定周波数で加振できるようにしてある。カンチレバー2の先端に光源41からレーザー照射しその反射光を光学変位センサー4で検知する。探針1によって観察試料5の表面を相対的に走査しながら検知した信号は周波数検出部61、位相検出部62および振幅検出部63に接続され、画像処理装置に接続されている。真空中MFM(日本電子株式会社製走査型プローブ顕微鏡:JSPM-5400)を位相検出方式で使用し、それに周波数検出部61として周波数検出装置(ナノサーフ社製・easyPLL)を追加した構成であり、探針1を一定周波数で加振して、探針振動の位相と周波数変化を測定する。使用した周波数検出装置はPLL回路を用いている。MFM観察は探針1としてFePt高保磁力探針(日東光器製、保磁力8k0e)を用いて行った。探針1は観察試料5面に垂直方向に着磁した垂直磁化探針を用いた。本測定系では、従来法である位相検出法と本発明の検出法の両者を用いた測定ができる。
画像

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研究分野
  • 物理実験技術
展開可能なシーズ 高い空間分解能の磁気像を表面凹凸像と同時に取得でき、かつ測定する磁場勾配の方向を探針磁化の方向を変えることなく容易に選択できる計測方法を提供する。
従来法では垂直磁場勾配のみの測定しかできなかった垂直磁化探針を用いて、面内磁場勾配を測定できる。また、測定する面内磁場勾配の方向は試料面内での探針走査方向に依存するので、探針の走査方向を変えるだけで任意方向の面内磁場勾配を測定できる。さらに、従来法の位相検出法と併用することで、面内磁場勾配のみならず、垂直磁場勾配を同時にベクトル的に計測できる。また、従来法で計測される磁場勾配より微分操作が1回増えた高次の磁場勾配を計測できるので、微分効果により空間分解能が向上することが、計算機シミュレーションから確かめられた。したがって、探針共振のQ値が低下する大気中雰囲気ならびに溶液中雰囲気において従来法よりも高い空間分解能を実現することができる。
用途利用分野 走査型プローブ顕微鏡
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 秋田大学, . 齊藤 準, . 走査型プローブ顕微鏡と計測方法. 特開2009-069133. 2009-04-02
  • G01N  13/22     
  • G01N  13/16     

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