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SCANNING PROBE MICROSCOPE

Patent code P170014397
File No. P16-011
Posted date Jul 12, 2017
Application number P2016-234584
Publication number P2018-091695A
Date of filing Dec 1, 2016
Date of publication of application Jun 14, 2018
Inventor
  • (In Japanese)内橋 貴之
  • (In Japanese)柴田 幹大
  • (In Japanese)古寺 哲幸
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人金沢大学
Title SCANNING PROBE MICROSCOPE
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a scanning probe microscope capable of suppressing distortion of an observation image.
SOLUTION: A scanning probe microscope includes: a sample stage 22 on which an observation sample 20 is mounted; a probe 10 for observing a surface state or a dynamic state of the observation sample 20; a scanner 24 for driving the sample stage 22; and a computer 35 for controlling the movement of the scanner 24. The computer 35 applies a scanning voltage whose magnitude repeatedly increases and decreases with a predetermined period to the scanner 24. In the scanning voltage, the acceleration of increase of the magnitude in the first period just after the start of increase of the magnitude is a positive value.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

走査型プローブ顕微鏡は、プローブを試料に対して走査することにより、凹凸などの試料表面の物理情報または試料の化学的性質を信号として取得する顕微鏡である。

走査型プローブ顕微鏡には、例えば、原子間力顕微鏡(AFM)、走査型トンネル顕微鏡(STM)、走査型磁気力顕微鏡(MFM)、走査型電気容量顕微鏡(SCaM)、走査型近接場光顕微鏡(SNOM)、走査型熱顕微鏡(SThM)、走査型イオン電動顕微鏡(SICM)などがある。これらの走査型プローブ顕微鏡では、プローブまたは試料を水平方向(XY方向)と垂直方向(Z方向)に走査し、得られた試料の物理情報または化学的性質を順次表示することにより、試料の物理情報または化学的性質を画像として表している。

走査型プローブ顕微鏡は、プローブまたは試料を水平方向と垂直方向に走査するために、X、Y、Zの各方向に移動可能な走査機構(Xスキャナ、Yスキャナ、Zスキャナ)を備えている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の走査型プローブ顕微鏡は、水平方向の二次元ラスター走査の走査機構として圧電素子を備えている。当該走査型プローブ顕微鏡では、例えば、X方向の走査について、一定の周期で振幅が変化する三角波の電圧(高周波電圧)を圧電素子からXスキャナに印加することにより、プローブまたは試料をX方向に駆動している。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、プローブを走査しながら試料の観測を行う走査型プローブ顕微鏡に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
観測試料を載置する試料ステージと、
前記観測試料の表面状態または動態を観測する探針と、
前記試料ステージを駆動するスキャナと、
前記スキャナの動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、所定の周期で振幅の増加および減少を繰り返す走査電圧を前記スキャナに印加し、
前記走査電圧は、振幅の増加開始直後の第1の期間における振幅の増加の加速度が正の値である
走査型プローブ顕微鏡。

【請求項2】
 
前記走査電圧は、振幅の減少終了直前の第2の期間における振幅の減少の加速度が負の値である
請求項1に記載の走査型プローブ顕微鏡。

【請求項3】
 
前記プローブ顕微鏡は、前記探針で検出した前記観測試料の表面状態または動態を所定のピクセル数の画像として表示する画像処理部を備え、
前記第1の期間とは、前記走査電圧の振幅の増加開始から前記所定の周期の半周期に対応する前記ピクセル数の5%以上10%以下のピクセル数分の期間である
請求項1に記載の走査型プローブ顕微鏡。

【請求項4】
 
前記第1の期間における前記走査電圧は、べき関数で増加する
請求項1に記載の走査型プローブ顕微鏡。

【請求項5】
 
前記第1の期間における前記走査電圧は、5次または6次の関数で増加する
請求項4に記載の走査型プローブ顕微鏡。

【請求項6】
 
前記第2の期間における前記走査電圧は、2次の関数で減少する
請求項2に記載の走査型プローブ顕微鏡。

【請求項7】
 
前記画像処理部は、前記走査電圧に対応する出力信号を前記走査電圧のタイミングより第3の期間だけ遅延させて出力する
請求項3に記載の走査型プローブ顕微鏡。

【請求項8】
 
前記第3の期間は、前記走査電圧の振幅の増加開始から前記所定の周期の半周期に対応する前記ピクセル数の5%以内のピクセル数分の期間である
請求項7に記載の走査型プローブ顕微鏡。
IPC(International Patent Classification)
Drawing

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JP2016234584thum.jpg
State of application right Published
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