2002 Fiscal Year Annual Research Report

超高分解能原子間力プローブ法による原子の力学的分光と制御

Research Project

Project/Area Number	11226204
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	森田清三大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50091757)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	菅原康弘大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40206404) 富取正彦北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 助教授 (10188790) 武笠幸一北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00001280) 西竜治大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40243183)
Keywords	非接触原子間力顕微鏡 / 原子分解能 / 原子の力学的識別 / 原子の力学的操作 / ダンピングエネルギー / ピラーの形成 / 磁気相互作用力 / 交換相互作用力顕微法
Research Abstract	1)Si/Sn混在表面での原子の力学的識別:相分離したγ-Sn/Si(111)-(【square root】3x【square root】3)R30°モザイク相とSi_xSn_<1-x>/Si(111)7x7相で、混在するSi原子とSn原子の力学的識別に成功した。 2)si(111)【square root】3×【square root】3-AgIET構造のAg原子直接画化:熱揺らぎの無い極低温非接触AFM測定ではAg原子が直接画像化可能との理論班の予言を実証した。 3)Ge原子の力学的垂直引き抜き・水平移動:Ge(111)C(2x8)表面でGe原子の力学的垂直および水平原子操作に成功した。 4)Siアダトム欠陥の修理:Si(111)7x7表面で、Siアダトム原子の力学的垂直引き抜き後、その欠陥の力学的修理に成功した。 5)ケルビンプローブ力顕微鏡による原子識別:清浄なSi探針で測定したSi(111)5【square root】3×5【square root】3-Sb接触電位差(CPD)像でSiとSb原子の識別に成功した。 6)ダンピングエネルギーの解析:Si(111)やGe蒸着した試料で、ダンピングエネルギー(DA)像を得、探針-試料間距離変化を調べた。探針-試料間電圧に対する応答も調べ、DAの変化が探針試料間容量振動の変位電流によるジュール発熱が一因であると結論した。 7)深針先端へのピラー形成:高分解能像を得るためにSi探針先端に突起を形成した。SEMの電子ビームをSi探針に照射して炭素ピラーを形成し、またSiピラーの形成条件を探った。 8)磁気相互作用力の原子分解能測定:スピン分解能を持つ新しい交換相互作用力顕微法の確立を目的とし、磁性体探針による反強磁性体表面のNC-AFM観察を行い、原子分解能で磁気相互作用力の測定が可能であることを実験的に示した。 9)磁気的相互作用力の性質の理論的解明:ab initio計算を用いた理論的研究を行い、強磁性体探針と反強磁性体表面との間に働く磁気的相互作用力の性質を明らかにした。

Research Products
(20 results)

All Other

All Publications (20 results)

[Publications] H.Matsumoto et al.: "Restoration of Scanning Tounneling Microscopy Images by means of Two-Dimensional Maximun Entropy Method"Jpn.J.Appl.Phys.. Vol.41, No.5A. 3092-3098 (2002)
[Publications] M.Gauthier et al.: "Interplay between nonlinearity, scan speed, damping, and electronics in freqiuency modulation atomic force microscopy"Phys. Rev. Lett.. Vol.89, No.14. 146104-1-146104-4 (2002)
[Publications] T.Arai, M.Tomitori: "Germanium islands grown on a Si(111)7x7 surface observed by noncontact atomic force microscopy with simultaneous imaging on damping"Appl. Surf. Sci.. Vol.188, Nos.3-4. 292-300 (2002)
[Publications] T.Arai et al.: "DNA molecules sticking on a vicinal Si(111) surface observed by noncontact atomic force microscopy"Appl. Surf. Sci.. Vol.188, Nos.3-4. 474-480 (2002)
[Publications] S.Araragi et al.: "Atomic resolution imaging of Si(100)1x1:2H dihydride surface with noncontact atomic force microscopy(NC-AFM)"Appl. Surf. Sci.. Vol.188, Nos.3-4. 272-278 (2002)
[Publications] T.Uozumi et al.: "Observation of Si(100) surface with noncontact atomic force microscope at 5 K"Appl. Surf. Sci.. Vol.188, Nos.3-4. 279-284 (2002)
[Publications] Y.Sugawara et al.: "Atom manipulation and image artifact on Si(111)7x7 surface using a low temperature noncontact atomic force microscope"Appl. Surf. Sci.. Vol.188, Nos.3-4. 285-291 (2002)
[Publications] K.Okamoto et al.: "The elimination of the 'artifact' in the electrostatic force measurement using a novel noncontact atomic force microscope/electrostatic force microscope"Appl. Surf. Sci.. Vol.188, Nos.3-4. 381-385 (2002)
[Publications] S.Morita, Y.Sugawara: "Atomically Resolved Imaging of Si(100)2x1, 2x1:H and 1x1:2H Surfaces with Noncontact Atomic Force Microscopy"Jpn.J.Appl.Phys.. Vol.41, No.7B. 4857-4862 (2002)
[Publications] S.Morita, Y.Sugawara: "Mapping and Control of Atomic Force on Si(111)√3×√3-Ag Surface Using Noncontact Atomic Force Microscope"Ultramicroscopy. Vol.91. 89-96 (2002)
[Publications] 森田清三, 菅原康弘: "非接触原子間力顕微鏡で半導体の何がどこまで見えるか?"表面科学. Vol.23, No.3. 132-140 (2002)
[Publications] 森田清三, 菅原康弘: "走査プローブ顕微鏡による複合極限場での原子イメージング"まてりあ. Vol.41, Vol.9. 604-609 (2002)
[Publications] 森田清三, 菅原康弘: "走査プローブ顕微鏡によるナノ加工と評価"電子情報通信学会誌. Vol.85, No.11. 858-865 (2002)
[Publications] 森田清三他: "1.非接触原子間力顕微鏡による静電気力観察"まてりあ. Vol.41、No.12. 840-841 (2002)
[Publications] 細井浩貴他: "交換相互作用力顕微鏡による表面ナノ磁性の観測"まてりあ. Vol.41. 862-863 (2002)
[Publications] 細井浩貴他: "NC-AFMによる磁性体表面観察の現状と可能性"表面科学. Vol.23. 158-165 (2002)
[Publications] S.Morita et al.: "Noncontact Atomic Force Microscopy"Springer. 439(75) (2002)
[Publications] 森田清三分担執筆: "大学改革とナノテクノロジーの未来"(阪大フロンティア研究機構編)大阪大学出版会. 201(14) (2002)
[Publications] 森田清三, 菅原康弘分担執筆: "ナノテクノロジーのための走査プローブ顕微鏡"(日本表面科学会編)丸善(株). 257(38) (2002)
[Publications] 森田清三他: "原子・分子のナノ力学"丸善(株). 200(65) (2002)

2002 Fiscal Year Annual Research Report

超高分解能原子間力プローブ法による原子の力学的分光と制御

Principal Investigator

森田 清三 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50091757)

Research Products

[Publications] H.Matsumoto et al.: "Restoration of Scanning Tounneling Microscopy Images by means of Two-Dimensional Maximun Entropy Method"Jpn.J.Appl.Phys.. Vol.41, No.5A. 3092-3098 (2002)

[Publications] M.Gauthier et al.: "Interplay between nonlinearity, scan speed, damping, and electronics in freqiuency modulation atomic force microscopy"Phys. Rev. Lett.. Vol.89, No.14. 146104-1-146104-4 (2002)

[Publications] T.Arai, M.Tomitori: "Germanium islands grown on a Si(111)7x7 surface observed by noncontact atomic force microscopy with simultaneous imaging on damping"Appl. Surf. Sci.. Vol.188, Nos.3-4. 292-300 (2002)

[Publications] T.Arai et al.: "DNA molecules sticking on a vicinal Si(111) surface observed by noncontact atomic force microscopy"Appl. Surf. Sci.. Vol.188, Nos.3-4. 474-480 (2002)

[Publications] S.Araragi et al.: "Atomic resolution imaging of Si(100)1x1:2H dihydride surface with noncontact atomic force microscopy(NC-AFM)"Appl. Surf. Sci.. Vol.188, Nos.3-4. 272-278 (2002)

[Publications] T.Uozumi et al.: "Observation of Si(100) surface with noncontact atomic force microscope at 5 K"Appl. Surf. Sci.. Vol.188, Nos.3-4. 279-284 (2002)

[Publications] Y.Sugawara et al.: "Atom manipulation and image artifact on Si(111)7x7 surface using a low temperature noncontact atomic force microscope"Appl. Surf. Sci.. Vol.188, Nos.3-4. 285-291 (2002)

[Publications] K.Okamoto et al.: "The elimination of the 'artifact' in the electrostatic force measurement using a novel noncontact atomic force microscope/electrostatic force microscope"Appl. Surf. Sci.. Vol.188, Nos.3-4. 381-385 (2002)

[Publications] S.Morita, Y.Sugawara: "Atomically Resolved Imaging of Si(100)2x1, 2x1:H and 1x1:2H Surfaces with Noncontact Atomic Force Microscopy"Jpn.J.Appl.Phys.. Vol.41, No.7B. 4857-4862 (2002)

[Publications] S.Morita, Y.Sugawara: "Mapping and Control of Atomic Force on Si(111)√3×√3-Ag Surface Using Noncontact Atomic Force Microscope"Ultramicroscopy. Vol.91. 89-96 (2002)

[Publications] 森田清三, 菅原康弘: "非接触原子間力顕微鏡で半導体の何がどこまで見えるか?"表面科学. Vol.23, No.3. 132-140 (2002)

[Publications] 森田清三, 菅原康弘: "走査プローブ顕微鏡による複合極限場での原子イメージング"まてりあ. Vol.41, Vol.9. 604-609 (2002)

[Publications] 森田清三, 菅原康弘: "走査プローブ顕微鏡によるナノ加工と評価"電子情報通信学会誌. Vol.85, No.11. 858-865 (2002)

[Publications] 森田清三他: "1.非接触原子間力顕微鏡による静電気力観察"まてりあ. Vol.41、No.12. 840-841 (2002)

[Publications] 細井浩貴他: "交換相互作用力顕微鏡による表面ナノ磁性の観測"まてりあ. Vol.41. 862-863 (2002)

[Publications] 細井浩貴他: "NC-AFMによる磁性体表面観察の現状と可能性"表面科学. Vol.23. 158-165 (2002)

[Publications] S.Morita et al.: "Noncontact Atomic Force Microscopy"Springer. 439(75) (2002)

[Publications] 森田清三分担執筆: "大学改革とナノテクノロジーの未来"(阪大フロンティア研究機構編)大阪大学出版会. 201(14) (2002)

[Publications] 森田清三, 菅原康弘分担執筆: "ナノテクノロジーのための走査プローブ顕微鏡"(日本表面科学会編)丸善(株). 257(38) (2002)

[Publications] 森田清三他: "原子・分子のナノ力学"丸善(株). 200(65) (2002)

森田清三大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50091757)