1993 Fiscal Year Annual Research Report
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05402014
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
酒井 明 京都大学, 工学部, 教授 (80143543)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
桜井 利夫 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (20143539)
長村 光造 京都大学, 工学部, 教授 (50026209)
長谷川 幸雄 京都大学, 工学部, 助手 (80252493)
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| Keywords | 探針 / 接合容量 / 走査トンネル顕微鏡(STM) |
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| Research Abstract |
1.平成5年度は、金属探針-金属試料の接合容量の電極間距離に対する依存性を、室温大気中において調べる実験を行った。パルスステージとピエゾ素子による探針移動系を作成し、探針-試料間の接合容量を高精度容量ブリッジを用いて直接検出する測定方法を使用している。探針は白金-イリジウム電解研磨探針、試料は金の蒸着膜である。数100nm〜10nmの間隔においては、容量の距離に対する変化は、古典静電気学に基づく式により良く表されている。しかし間隔が10nm程度以下になると、容量は古典的な式による予測よりも弱い距離依存性を示すようになる。トンネル電流が流れ始める間隔にまで探針が試料に接近すると、容量は急激な増加を示し、ほぼコンダクタンスに比例して増加して行く。これは、探針試料間に介在する絶縁層のクラッシュ、もしくは探針(試料)の変形、による接触面積の増加が原因であると考えられる。多くの探針において、容量の急激な増加の直前に容量がいったん減少する現象が観測されており、この原因については、まだ十分な理解が得られていない。次年度は絶縁層の影響を取り除くために、清浄な金属探針-金属試料の接合容量について、同種の実験を行うことを予定している。
2.低温におけるSTMユニットについては、4K仕様のSTMユニットは動作テストにおいて、機械的な剛性の不足、粗動接近機構・探針交換機構の不便さ、などが明らかとなり、現在ユニットの再デザインを行っている。これに伴って、mK仕様ユニットについても、粗動接近機構の再検討を実施している。FIMについては特に問題は無く、可能な限りコンパクトな構成として、次年度から希釈冷凍機に接続して探針評価の実験を始める。
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