超集積型走査型プローブアレーによる高効率の顕微鏡観察と加工

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12875076
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 川勝 英樹 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (30224728)
• Keywords: afm / マルチプローブ

Research Abstract

1)数ミクロンからサブミクロンオーダの単結晶シリコンカンチレバーで、先端に探針を有するもののさらなる小型化に成功した.
シリコンの結晶方位による異方性を用いてカンチレバーと探針を形成しているため、極めて精度の高い作製が可能となった.これにより、スケーラブルな作製方法が実現され、形状と寸法精度が全体の大きさや、フォトリソグラフィー装置の精度に大きく依存しないことを確認した.この作製手法により、位置平方センチメートルあたり、数100万個のカンチレバーの作製が可能となった.
小さいものでは、長さ2ミクロン、固有振動数40MHz、Q値10000のものを実現した.計算上、その質量分解能は10-21乗に達する.
2)光学顕微鏡とカンチレバーを用いて、カンチレバーごとに干渉計を構成する実験を行った.1.3ミクロンの赤外光を用いることにより、シリコン基板を透視する形でフィゾー干渉計を構成し、カンチレバーの変位計測に成功した.
レーザを明滅させ、そのストロボ効果を用いることにより、早い現象をCCDで検出する方法を実現し、カンチレバー計測に応用した.
3)無摩滅摺動
マルチカンチレバーアレーでは、一平方センチメートルあたり100万個の探針があるため、深針でアレーの自重を支えると、探針1個あたり1nNの力を受け持っことになる.通常、100nNを越えないと摩滅が生じない状況を生じさせられる.無摩滅摺動の予備実験を行った.

Research Products

• [Publications] H.Kawakatsu et al.: "Millions of cantilevers for atomic force microscopy"review of scientific instruments(accepted). march(未定). (2002)
• [Publications] H.Kawakatsu et al.: "A versatile scanning force microscope for a scanning electron microscope"review of scientific instruments(accepted). (未定). (2002)