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(In Japanese)走査型トンネル顕微鏡および観察画像表示方法

Patent code P150011534
File No. K028P71
Posted date Mar 18, 2015
Application number P2014-511006
Patent number P5593007
Date of filing Oct 3, 2013
Date of registration Aug 8, 2014
International application number JP2013076957
Date of international filing Oct 3, 2013
Priority data
  • P2012-221324 (Oct 3, 2012) JP
Inventor
  • (In Japanese)齋藤 彰
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
Title (In Japanese)走査型トンネル顕微鏡および観察画像表示方法
Abstract (In Japanese)走査型トンネル顕微鏡は、探針と、探針と試料との間の距離を制御する制御部と、探針と試料との間に直流電圧を印加する電圧印加部と、直流電圧によって探針と試料との間に流れるトンネル電流を計測する計測部と、計測部により計測されたトンネル電流の瞬時値のうち特定の周波数成分を観察値として抽出する抽出部と、抽出部により抽出された観察値に基づいて、試料の表面の化学状態および内部構造のいずれか少なくとも一つに関する情報を含む観察情報を生成する観察情報生成部とを備える。
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

従来、試料表面の微細な形状を観察するために、走査型トンネル顕微鏡(STM)が広く利用されている。この走査型トンネル顕微鏡において、探針と試料の間に直流電圧と共に交流電圧を印加したときに流れる電流から交流成分を分離し、その交流成分の電流から探針と試料間のアドミタンスのコンダクタンス成分およびサセプタンス成分の周波数特性を計測することにより、試料表面における材料の種類や組成を分析するものが知られている(特許文献1参照)。

また、所定の周波数で強度変調したレーザ光を試料表面に局所的に照射することで、光音響効果に基づく微小変位を試料表面に生じさせ、この微小変位を走査型トンネル顕微鏡を用いて観察することにより、試料の表面や内部の情報を検出する方法も知られている(特許文献2参照)。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、走査型トンネル顕微鏡および観察画像表示方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
探針と、
前記探針と試料との間の距離を制御する制御部と、
前記探針と前記試料との間に無変調の直流電圧のみを印加する電圧印加部と、
前記直流電圧によって前記探針と前記試料との間に流れるトンネル電流を計測する計測部と、
前記計測部により計測された前記トンネル電流の瞬時値のうち特定の周波数成分を観察値として抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出された前記観察値に基づいて、前記試料の表面の化学状態および内部構造のいずれか少なくとも一つに関する情報を含む観察情報を生成する観察情報生成部とを備える走査型トンネル顕微鏡。

【請求項2】
 
請求項1に記載の走査型トンネル顕微鏡において、
前記抽出部は、前記トンネル電流の瞬時値のうち、50kHz未満のいずれかの周波数を上限とする周波数成分を前記観察値として抽出する走査型トンネル顕微鏡。

【請求項3】
 
請求項1または2に記載の走査型トンネル顕微鏡において、
前記抽出部は、前記トンネル電流の瞬時値のうち、0.01kHz以上のいずれかの周波数を下限とする周波数成分を前記観察値として抽出する走査型トンネル顕微鏡。

【請求項4】
 
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の走査型トンネル顕微鏡において、
前記観察情報生成部は、さらに前記計測部により計測された前記トンネル電流の時間平均値に基づいて、前記試料の表面の形状に関する第2の観察情報を生成する走査型トンネル顕微鏡。

【請求項5】
 
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の走査型トンネル顕微鏡において、
前記制御部は、前記計測部により計測された前記トンネル電流の時間平均値が一定となるように、前記探針と前記試料との間の距離を制御する走査型トンネル顕微鏡。

【請求項6】
 
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の走査型トンネル顕微鏡において、
前記制御部は、前記探針と前記試料との間の距離が一定となるように、前記探針と前記試料との間の距離を制御する走査型トンネル顕微鏡。

【請求項7】
 
探針と表示モニタとを備えた走査型トンネル顕微鏡を用いた観察画像表示方法であって、
前記探針と試料との間に無変調の直流電圧のみを印加したときに前記探針と前記試料との間に流れるトンネル電流を計測し、
前記計測されたトンネル電流の瞬時値のうち特定の周波数成分を観察値として抽出し、
前記抽出された観察値に基づいて、前記試料の表面の化学状態および内部構造のいずれか少なくとも一つに関する情報を含む観察画像を前記表示モニタに表示する観察画像表示方法。

【請求項8】
 
請求項7に記載の観察画像表示方法において、
前記トンネル電流の瞬時値のうち、50kHz未満のいずれかの周波数を上限とする周波数成分を前記観察値として抽出する観察画像表示方法。

【請求項9】
 
請求項7または8に記載の観察画像表示方法において、
前記トンネル電流の瞬時値のうち、0.01kHz以上のいずれかの周波数を下限とする周波数成分を前記観察値として抽出する観察画像表示方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Registered
Reference ( R and D project ) PRESTO Structures and control of interfaces AREA
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