1997 Fiscal Year Annual Research Report
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08405007
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
森田 清三 大阪大学, 工学部, 教授 (50091757)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西 竜治 大阪大学, 工学部, 助手 (40243183)
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| Keywords | 原子間力顕微鏡 / 原子間力 / 静電気力顕微鏡 / 静電気力 / 清浄表面 / 原子分解能 / 半導体表面 / 電荷 |
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| Research Abstract |
1)新しい静電気力の高分解能測定法の提案
力を検出するてこ(シリコン製の導電性てこ)に電圧を印加すること事により、非接触モード超高真空原子力間顕微鏡(UHV-AFM)を静電気力顕微鏡(EFM)としても動作させることができる。本研究では、表面凹凸と静電気力を同時に高分解能測定する方法を新たに考案した。具体的には、表面凹凸は、探針と表面との間の接触電位差を打ち消すように、導電性の探針にバイアス電圧を印加し、静電気力の影響を最小限に減らして測定する。他方、静電気力は、凹凸測定時のバイアス電圧とは異なる電圧を探針と表面間に印加し、その結果生じる力の変化分を捉えて測定する。
2)GaAs(110)表面での原子分解能静電気力測定の実現
1)の方法を用いて、Siをドープしたn型のGaAs(110)表面の凹凸と静電気力を同時測定した。その結果、表面の凹凸像には、表面の格子だけでなく、点欠陥も明瞭に示されていた。他方、表面の静電気力像には、点欠陥の位置で暗いコントラストの欠陥(A)と明るいコントラストの欠陥(B)があることが分かった。探針に印加する電圧の極生を反転させると、Bの欠陥だけが明暗反転することが判明した。この結果は、GaAs(110)表面には帯電している欠陥と帯電していない中性の欠陥の2種類あることを示している。また、静電気力像の断面図より空間分解能を見積もると約0.4nmとなり、静電気力測定で原子レベルの空間分解能を実現できたことが判明した。
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Research Products
(11 results)
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[Publications] Y.Sugawara et al.: ""True atomic resolution imaging with noncontact atomic force microscopy"" Appl.Sur.Sci.Vol.113/114. 364-370 (1997)
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[Publications] M.Abe et al.: "Measurement of the Evanescent Field Using Noncontact Mode Atomic Force Microscope"" Opt.Rev.Vol.4,No.1B. 232-235 (1997)
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[Publications] T.Uchihashi et al.: ""Charge Dissipation on Chemically Treated Thin Silicon Oxide in Air"" Jpn.J.Appl.Phys.Vol.36,No.6A. 3755-3758 (1997)
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[Publications] T.Uchihashi et al.: ""Development of ultrahigh vacuum atomic force microscopy with frequency modulation detection and its application to electrostatic force measurement"" J.Vac.Sci.Technol.B. Vol.15,No.4. 1543-1546 (1997)
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[Publications] M.Abe et al.: ""Detection mechanism of optical evanescent field using a noncontact mode Atomic force microscope with a frequency modulation detection method"" J.Vac.Sci.Technol.B. Vol.15,No.4. 1512-1515 (1997)
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[Publications] N.Sasaki et al.: ""Analysis of frictional-force image patterns of a graphite surface"" J.Vac.Sci.Technol.B. Vol.15,No.4. 1479-1482 (1997)
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[Publications] J.Ohgami et al.: ""Growth of Two-Dimensional Nucleus on a Cleaved(010) Surface of (NH_2CH_2COOH)_3・H_2SO_4"" J.Phys.Soc.Jpn.Vol.66,No.9. 2747-2750 (1997)
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[Publications] T.Uchihashi et al.: ""Role of a covalent bonding interaction in noncontact-mode atomic-force microscopy"" Phys.Rev.B. Vol.56,No.16. 9834-9840 (1997)
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[Publications] R.Nishi et al.: ""Simulated Computed Tomography for Reconstruction of Vacancies from Atomic Force Microscope Image"" Jpn.J.Appl.Phys.Vol.36,No.10B. L1410-L1412 (1997)
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[Publications] M.Abe et al.: ""Force Imaging of Optical Near-Field Using Noncontact Mode Atomic Force Microscopy"" Jpn.J.Appl.Phys.Vol.37,No.2A. L167-L169 (1998)
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[Publications] H.Ueyama et al.: ""Stable operation mode for dynamic noncontact atomic force microscopy"" Appl.Phys.A. Vol.66(in press). (1998)
