| Project/Area Number |
09750031
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Field |
表面界面物性
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
富取 豊子 (新井 豊子) 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 助手 (20250235)
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| Project Period (FY) |
1997 – 1998
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 1998)
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| Budget Amount *help |
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 1998: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 1997: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | 原子間力顕微鏡 / 超高真空 / ピエゾ抵抗型カンチレバー / シリコン探針 / 走査型オージェ電子分光顕微鏡 / 電界放射顕微鏡 / ピエゾ抵抗型カンチレバ- |
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| Research Abstract |
AFM用市販カンチレバー/探針は、未知の有機汚染物の付着や、自然酸化膜が形成されている。独自の手法により汚染層及び自然酸化膜層を除去した後、探針の原子レベルの先鋭化を行った。探針の評価として走査型オージェ電子分光顕微鏡を用いた組成分析とSEM像観察を行った。また、AFMチャンバー内での探針のその場評価として電界放射顕微鏡(FEM)像を観察した。
1. 有機汚染物と自然酸化膜の除去法の確立
市販カンチレバー/探針を酸素中に導入し紫外線を照射し、有機汚染層を除去する。次にUHV中に導入し、Arイオンスパッタを4方向から行う。スパッタによる表面の荒れを最小限にするため加速電圧は2kVとした。続いてカンチレバーを通電加熱することにより安定な探針にできる。
2. 熱酸化によるシリコン探針の先鋭化
先端半径が20nm程度のシリコン探針を熱酸化すると、酸化の面方位と曲率依存性により酸化膜の内部により先鋭化されたシリコン層が形成される。この探針表面のシリコン酸化膜だけを除去する。(1)フッ化水素酸処理:探針先端のみをフッ化水素酸水溶液に浸せる装置を試作し、熱酸化により形成した酸化膜を除去した。しかし、大気中で行ったため清浄化探針は再び有機汚染された。(2)UHV中EB照射下加熱:表面が酸化されたシリコンをUHV中で加熱すると界面付近のSiも酸化物と共に脱離する。EBを照射しながら加熱するとSi-O結合が切れやすくなりシリコン酸化物のみを脱離させることができた。
3. T-F(Thermal-Field)処理
EFM像が見える電圧を探針に印加しながら800度程度に加熱することによって探針先端に異方的な張力を働かせた結果、FEM像は4回対称性を持った輝点に変化した。探針の軸である[100]軸を中心とした4回対称性のファセット面で先端が囲まれ頂点が形成されたものと推測される。
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