液体金属-固体界面原子レベル構造分析のためのAFM開発

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K13362
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 一井 崇 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30447908)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宇都宮 徹 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70734979)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 原子間力顕微鏡 / 走査プローブ顕微鏡 / 液体金属 / 固液界面

Outline of Annual Research Achievements

原子間力顕微鏡 (AFM) は近年著しい発展を遂げ、真空・大気中のみならず液中環境での原子・分子分解能観察が達成されたことから、固液界面の高分解能構造分析手法としての研究が進められている。しかし、多くの液中AFMでは、シリコン製のカンチレバーをフォースセンサとし、その変位を光学的に検出するため、光学的に透明な液体以外への適用が困難であった。一方、液体 (溶融) 金属は古くはハンダ、近年では複合材料形成や有機薄膜デバイスへのソフトコンタクト電極など、さまざまな需要が高まっている。しかし、液体金属-固体界面の微視的分析法はこれまでほとんど存在しなかった。本研究では、金属探針を有する音叉型水晶振動子をフォースセンサとし、その先端のみを液中に浸漬することで、光学的に不透明かつ電子伝導性を有する液体金属中でのAFM観察を実現した。探針表面処理技術および液体金属固定化ホルダを新たに開発し、また液体金属-空気界面に存在する金属酸化膜の除去プロセスの確立により、液体金属中でのAFMナノスケール分析に成功した。

Remarks

The 23rd International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM23) にてPoster Awardを受賞

Research Products

• [Presentation] 液体金属中AFMの開発 (2016)
  • Author(s): 田飼 伸匡、内田 辰徳、一井 崇、宇都宮徹、杉村 博之
  • Organizer: 第63回応用物理学会春季学術講演会
  • Place of Presentation: 東京工業大学
  • Year and Date: 2016-03-19 – 2016-03-22
• [Presentation] 液体金属中原子間力顕微鏡の開発 (2016)
  • Author(s): 田飼伸匡、内田辰徳、一井崇、宇都宮徹、杉村博之
  • Organizer: 材料物性工学談話会平成26年度第2回講演会＆ポスター発表会
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2016-01-27 – 2016-01-27
• [Presentation] AFM in Liquid Metal (2015)
  • Author(s): Nobumasa Tagai, Tatsunori Uchida, Takashi Ichii, Toru Utsunomiya, Hiroyuki Sugimura
  • Organizer: he 23rd International Colloquium on Scanning Probe Microscopy
  • Place of Presentation: Niseko, Hokkaido, Japan
  • Year and Date: 2015-12-10 – 2015-12-12
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 液体金属-固体界面構造分析のための新規ナノプローブ法の開発 (2015)
  • Author(s): 田飼伸匡、内田辰徳、一井崇、宇都宮徹、杉村博之
  • Organizer: 第17回関西表面技術フォーラム
  • Place of Presentation: 甲南大学
  • Year and Date: 2015-11-26 – 2015-11-27