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尺取り虫型ツインプロープを用いたナノ領域電気特性測定装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 10450021
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 表面界面物性
研究機関豊田工業大学

研究代表者

吉村 雅満  豊田工業大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40220743)

研究分担者 小嶋 薫  豊田工業大学, 大学院・工学研究科, 研究員 (30312119)
上田 一之  豊田工業大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60029212)
小野 泉  豊田工業大学, 大学院・工学研究科, 研究員 (70288562)
石川 憲一  豊田工業大学, 大学院・工学研究科, 研究員 (90288556)
研究期間 (年度) 1998 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
11,300千円 (直接経費: 11,300千円)
1999年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
1998年度: 8,200千円 (直接経費: 8,200千円)
キーワードトンネル顕微鏡 / 多探針 / 電気特性 / ナノチューブ / カンチレバー / 表面 / SEM / 慣性駆動 / ツインプローブ / 電気伝導 / STM
研究概要

本研究では、ツインプロープ装置を設計・作製し、これを市販SEM内に組み込みナノ領域電気測定装置としての性能を評価した。慣性駆動(尺取り虫機構)を用いた独立した2つのXYZステージは良好に作動し、その最小ステップは同時観察したSEMから見積もることでサブミクロン以下であることがわかった。それぞれのピエゾに適当な電圧を印加することによりナノメートルオーダーでの位置制御が可能である。また本研究の特徴の一つであるSTM機能だが、それぞれのプローブを用いてトンネル電流にフィードバックをかけることによりSTM像を安定に観察することができた。このときSEM電子源からの電流の寄与はトンネル電流に比べて1桁小さくSEM観察しながらのSTM測定が可能であり探針の動きを実時間でモニターできる。両プローブを接近させることにより、一方の探針で他方を観察することもできた。一方電気伝導の測定であるが、試料として導電性のITO膜、カーボンファイバー等を用いて行った。前者の場合試料を短冊状にカットし長手方向に電流を流しながらツインプローブにて起電力を4端子法にて測定した。両プローブ間の距離に応じた電位差が正確に測定されたが、探針の接触状況のモニターなど測定方法の工夫が必要であることがわかった。上記のような2探針の干渉問題に対処するため、その形状から干渉が少ないと考えられる市販のAFM用のカンチレバーを改良して試用したが、施したコーティング材料の密着性が悪くコンタクトに問題が残った。現在強靭な特性をもつナノチューブなどの利用も考慮に入れた干渉の少ない探針を設計製作している。

報告書

(3件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (51件)

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  • [文献書誌] M. Yoshimura: "Observation of Si(110) surfaces by high-temperature scanning tunneling microscopy"Jpn. J. Appl. Phys.. (in press).

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  • [文献書誌] T. An: "Surface structure of Si(110)"7x2"-Sn observed by scanning tunneling microscopy"Jpn. J. Appl. Phys.. (in press).

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  • [文献書誌] B. An: "Surface superstructure on fullerenes annealed at elevated temperatures"J. Appl. Phys.. (in press).

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  • [文献書誌] B. An: "Surface structure on Ar+-ion irradiated graphite by scanning probe microscopy"Jpn. J. Appl. Phys.. (in press).

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  • [文献書誌] B. An: "Characteristics of (/3 x /3) R30 Superstructure of Graphite by Scanning Tunneling Microscopy"Jpn. J. Appl. Phys.. (in press).

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  • [文献書誌] T. An: "Elemental structure in Si(110)"16x2" revealed by scanning tunneling microscopy"Phys. Rev. B. 61. 3006-3011 (2000)

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  • [文献書誌] M. Yoshimura: "Ni-induced surface reconstructions on Si(110) studied by scanning tunneling microscopy"Surf. Sci.. 433-435. 470-474 (1999)

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  • [文献書誌] K. Ueda: "Surfactant effect of atomic hydrogen on silicide-formation of nickel on Si(110)"Thin Solid Films. 343-344. 612-615 (1999)

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  • [文献書誌] B. An: "Surface superstructure of Ar+-bomarded highly oriented pyrolytic graphite during recrystallization"J. Vac. Sci. Technol.. B17. 2439-2442 (1999)

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  • [文献書誌] M. Yoshimura: "Formation of nanostructures on Si(110) surfaces with the interaction of C60 molecules"Proc. 9th Int. Conf. on Produc. Eng.. 717-721 (1999)

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  • [文献書誌] 吉村雅満: "シリコン材料におけるSTM"表面科学. 20. 329-335 (1999)

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  • [文献書誌] I. Ono: "Atomistic study of nickel silicide structures on Si(100) by tunneling microscopy"J. Vac. Sci. Technol.. B16. 2947-2951 (1998)

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  • [文献書誌] I. Ono: "Scanning tunneling microscopy study of silicide structure on Si(110) surface"Jpn. J. Appl. Phys.. 37. 7155-7157 (1998)

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  • [文献書誌] M. Yoshimura: "Initial stage of Ni growth on Si(100) and H-terminated Si(100) surfaces"Appl. Surf. Sci.. 130-132. 276-281 (1998)

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  • [文献書誌] T. An: "Scanning tunneling microscopy on Sn/Si(110) system"Appl. Surf. Sci.. 130-132. 118-122 (1998)

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  • [文献書誌] T. An: "Scanning tunneling microscopy on Sn/Si(110) system"Appl. Surf. Sci.. 130-132. 118-122 (1998)

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  • [文献書誌] M. Yoshimura: "Interaction of Atomic Hydrogen with the Sn/Si(111) surface studied by STM"Appl. Phys.. A66. S1051-S1054 (1998)

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  • [文献書誌] M. Yoshimura: "STM observation of nickel silicides on Si(001)"Appl. Phys.. A66. S1043-S1045 (1998)

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  • [文献書誌] M. Yoshimura: "STM observation of Sn overlayers on Si(111)"Appl. Phys.. A66. S1047-S1049 (1998)

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  • [文献書誌] B. An: "Surface Superstructure of Carbon Nanotubes on Highly Oriented Pyrolytic Graphite"Jpn. J. Appl. Phys.. 37. 3809-3811 (1998)

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  • [文献書誌] 吉村雅満: "走査型プローブ顕微鏡-基礎と未来予測 2.9 各種プローブ作製,2.10 多探針STM,3.3 半導体材料の評価"森田清三編著:丸善株式会社. 16 (2000)

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  • [文献書誌] M.Yoshimura: "Observation of Si(110) surfaces by high-temperature scanning tunneling microscopy"Jpn.J.Appl.Phys.. (in press).

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  • [文献書誌] T.An: "Surface structure of Si(110"7×2"-Sn observed by scanning tunneling microscopy"Jpn.J.Appl.Phys.. (in press).

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  • [文献書誌] B.An: "Surface superstructure on fullerenes annealed at elevated temperatures"Jpn.J.Appl.Phys.. (in press).

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  • [文献書誌] B.An: "Surface structure on Ar+-ion irradiated graphite by scanning probe microscopy"Jpn.J.App;.Phys.. (in press).

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  • [文献書誌] A.An: "Characteristics of (/3×/3)R30 Superstructure of Graphite by Scanning Tunneling Microscopy"Jpn.J.Appl.Phys... (in press).

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  • [文献書誌] T.An: "Elemental structure in Si(119)"16×2"revealed by scanning tunneling microscopy"Phys.Rev.. B61. 3036-3011 (2000)

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  • [文献書誌] M.Yoshimura: "Ni-induced surface reconstructions on Si(110) studied by scanning tunneling microscopy"Suf.Sci.. 433-465. 470-474 (1999)

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  • [文献書誌] K.Ueda: "Surfactant effect of atomic hydrogen on silicide-formation of nickel on Si(110)"Thin Solid Films. 343-344. 612-615 (1999)

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  • [文献書誌] B.An: "Surface superstructure of Ar+ -bomarded highly oriented pyrolytic graphite during recrystallization"J.Vac.Sci.Technol.. B17. 2439-2442 (1999)

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  • [文献書誌] M.Yoshimura: "Formation of nanostructures on Si(110) surfaces with the interaction of C60 molecules"Proc.9th Int.Conf.on Produc.Eng.. 717-721 (1999)

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  • [文献書誌] I.Ono: "Scanning tunneling microscopy study of silicide structure on Si(100) by tunneling microscopy"J.Vac.Sci.Techno.. B16. 2947-2951 (1998)

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  • [文献書誌] I.Ono: "Scanning tunneling microscopy study of silicide structure on Si(110)surface"Jpn.J.Appl. Phys.. 37. 7155-7157 (1998)

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  • [文献書誌] M.Yoshimura: "Initial stage of Ni growth on Si(100) and H-terminated Si(100) and H-terminated Si(100) surfaces"Appl.Surf.Sci.. 130-132. 276-281 (1998)

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  • [文献書誌] T.An: "Scanning tunneling microscopy on Sn/Si(110) system"Appl.Surf.Sci. 130-132-132. 118-122 (1998)

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  • [文献書誌] M.Yoshimura: "Interaction of Atomic Hydrogen with the Sn/Si(111) surface studies by STM"Appl.Phys. A66. S1043-S1045 (1998)

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  • [文献書誌] M. Yoshimura: "Observation of Si(110) surfaces by high-temperature scanning tunneling microscopy"Jpn. J. Appl. Phys.. (in press).

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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