2017 Fiscal Year Annual Research Report
Imaging subsurface features by scanning thermal noise microscopy and investigation of its imaging mechanism
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16K13686
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
小林 圭 京都大学, 工学研究科, 准教授 (40335211)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 原子間力顕微鏡 / カンチレバー / 超音波 / 表面構造可視化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
原子間力顕微鏡（AFM）のカンチレバー探針を試料に接触させ、カンチレバーの熱振動ノイズスペクトルを各点において測定する走査型熱振動顕微鏡（Scanning Thermal Noise Microscopy: STNM）を用いて、表面下構造可視化に関する研究を行った。今年度は、これまで主に用いてきたポリイミド基板に加えてシリコン基板を用いて、また金ナノ粒子だけでなくポリスチレン（PS）ナノ粒子を散布し、フォトポリマーをスピンコートしてサンドイッチ構造試料を作製し、原子間力音響顕微鏡（AFAM）法ならびにSTNM法により表面下構造を可視化する実験を行なった 。PSナノ粒子は金ナノ粒子と比べて圧倒的に低いヤング率を有しており、ポリイミド基板やフォトポリマーのヤング率と比べても低いためこれを用いた。金ナノ粒子／ポリイミド基板の系では金ナノ粒子直上で接触共振周波数（fc）が低下することが知られていたが、PSナノ粒子／ポリイミド基板の系では逆に接触共振周波数（fc）が低下することが分かった。一方、金ナノ粒子／シリコン基板の系では表面下の金ナノ粒子の可視化は困難であったが、PSナノ粒子／シリコン基板の系では可視化が可能なことが分かった。これらの結果から、AFAMやSTNMによる表面下構造の可視化には、粒子の直上の材料（フォトポリマー）のヤング率だけでなく、粒子の下の基板のヤング率も影響することが見出された。また、シリコン基板は電子デバイスの基板としても広く用いられることから、シリコン基板を用いた表面下構造可視化実験は応用上非常に興味深く、今後、ナノ粒子直上におけるfcとフォトポリマー膜厚との相関を調べる実験を行うため、シリコン基板にドライエッチングにより凹凸を形成した基板を作製した。
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Research Products
(5 results)
