2019 Fiscal Year Annual Research Report
Improvement on performance of nanoscale potential distribution measurement in liquid by AFM
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17H02734
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
小林 成貴 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (40595998)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | AFM / 表面電位 / 固液界面 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、オープンループ電位顕微鏡にヘテロダイン法を取り入れ、探針先端に働く静電的相互作用力を支配的に検出できるかどうか調べた。
真空中KFM測定では、ヘテロダイン検出法を用いることで、探針先端に働く静電的相互作用力を支配的に検出できると報告されている。この方法では、周波数（fm）の交流電圧信号と、カンチレバーの共振周波数（f0）と同じ周波数をもつ信号を掛け合わせることで生じる周波数（fm-f0）の交流電圧を探針－試料間に印加する。このとき生じる静電気的相互作用力は周波数（fm-f0）の成分を有する。一方、静電的相互作用力には距離依存性があり、探針位置はカンチレバーの共振周波数で振動しているため、静電的相互作用力はf0で変調される。その結果、（fm-f0）とf0の周波数成分が掛け合わさって、静電的相互作用力にfm成分が生じる。このfm成分に含まれる探針先端成分とそれ以外の探針側面およびカンチレバー成分は、理論上、試料表面からの距離zに対してそれぞれ1/z^2および1/z^3に比例するため、探針先端成分が支配的となる。この手法を、KFMと同じバイアス変調法を用いる本手法（OL-EPM）にも応用し、計算上では、探針先端成分とそれ以外の成分の比が99:1となることが分かった。そこで、ヘテロダイン回路を作製し、実際に実験したところ、探針先端成分を検出できているのではないかと思われる結果が得られた。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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