カーボンナノチューブを先端に保持した超音波探針顕微鏡

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16656019
• Research Institution: Aoyama Gakuin University
• Principal Investigator: 魚住 清彦 青山学院大学, 理工学部, 教授 (20011124)
• Keywords: 超音波探針顕微鏡 / カーボンナノチューブ / 精密音速測定 / カーボンファイバー

Research Abstract

1.探針先端にカーボンナノチューブを形成する技術の習得について
購入した圧電体を利用した慣性駆動機構素子アトキューブを駆動する鋸波発生回路を自作し、その駆動特性を把握した。±35Vの駆動で毎秒1mmの高速駆動、nmオーダーでの微細位置決めに使用することが可能であることを確認した。カーボンナノチューブを形成する技術の習得に時間がかかり、通常のSEM内でのSTM探針先端にカーボンナノチューブを保持することに成功していない。探針先端に直接カーボンナノチューブを成長させたのちに、余分なカーボンナノチューブを取り去るという方法を検討している。
2.測定装置の改良
10^<-6>の感度で安定に位相検波出力を得るためには、良好な超音波パルスが生成され、回路の安定性が必要である。探針根本に取り付けた同一圧電体により高周波パルスを送信し、超音波信号を受信する回路の改良ならびに干渉したエコーを取り出して積分する回路の改良を行った。また、現在の精密音速測定であるパルス重畳法は、送信パルスを送り込む繰り返し周波数から生成したゲイトパルスによりバーストパルスを発生させている。送信する高周波に相当する連続波を分周して繰り返し周波数を決める方法も検討する。
3.タングステン探針による超音波探針顕微鏡による複合試料の観察
従来は0.5φのタングステン探針を用いていたが、タングステン探針の直径を0.3mmφに変えることによって、より良好なパルスエコーが観察された。像観察に使用する前後での探針先端の評価を系統的に実施することが困難な状況にある。複合材料の一部である直径5μmのカーボンファイバーの断面を観察した。幾何学的な凹凸とは異なり、中心部と周辺部での信号が変化する様子が観察された。.いわゆる音響インピーダンスの相違を反映していると考えられる像を得た。