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原子間力顕微鏡を組み込んだ電子顕微鏡用ホルダーの開発とナノスケール摩擦現象の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K13275
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 ナノ構造物理
研究機関大阪大学

研究代表者

内藤 賀公  大阪大学, 工学研究科, 助教 (90362665)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2015年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード原子間力顕微鏡 / 電子顕微鏡 / ナノコンタクト / 摩擦 / 表面界面物性 / トライボロジー
研究成果の概要

本研究では、2物体(先鋭な物体と平坦な表面)間に働く相互作用力と接触領域の構造とその変化をサブナノスケールで捕らえるため、電子顕微鏡内で駆動する原子間力顕微鏡(AFM)特殊ホルダーを開発した。また、本研究で開発した開発した2多周波数モードAFM法を用いて、2物体間に働く相互作用力をスカラー量としてではなく、ベクトル量として検出する技術を確立した。これらの技術を用いて、構造が明らかな2物体間に生じる具体的な化学的相互作用力、凝着力、塑性変形等とそれらの関係を詳細に観測し、サブナノスケールで機械的な安定性を保った摩擦現象について知見を得ることができるようになった。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 6件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Sub-atomic-scale tip-surface force vector mapping above a Ge(001) dimer using bimodal atomic force micorscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Naitoh, Robert Turansky, Jan Brndiar, Yan Jun Li, Ivan Stich and Yasuhiro Sugawara
    • 雑誌名

      Nature Physics

      巻: 14 号: 7 ページ: 663-667

    • DOI

      10.1038/nphys4083

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Investigation of tunneling current and local contact potential difference on the TiO2(110) surface by AFM/KPFM at 78 K2017

    • 著者名/発表者名
      H. F. Wen, Y. J. Li, E. Arima, Y. Naitoh, Y. Sugawara, R. Xu and Z. H. Cheng
    • 雑誌名

      Nanotechnology

      巻: 28 号: 10 ページ: 105704-105704

    • DOI

      10.1088/1361-6528/aa5aef

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Investigation of the surface potential of TiO2(110) by frequency-modulation Kelvin probe force microscopy2016

    • 著者名/発表者名
      L. Kou, Y. J. Li, T. Kamijo, Y. Naitoh and Y. Sugawara
    • 雑誌名

      Nanotechnology

      巻: 27 号: 50 ページ: 505704-505704

    • DOI

      10.1088/0957-4484/27/50/505704

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Atomic-resolution Simultaneous Imaging of Topography, Surface Potential and Dipole Moment on TiO2(110) Surface2017

    • 著者名/発表者名
      Haunfei Wen, Yoshitaka Naitoh, Yan Jun Li and Yasuhiro Sugawara
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on "Recent Trends in Analysis Techniques for Functional Materials and Devices"
    • 発表場所
      大阪大学、吹田市
    • 年月日
      2017-01-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 多周波数モード原子間力顕微鏡による探針試料間弾性力ベクトルの3次元マッピング2016

    • 著者名/発表者名
      内藤賀公、李艶君、菅原康弘
    • 学会等名
      トライボロジー会議2016
    • 発表場所
      朱鷺メッセ, 新潟市
    • 年月日
      2016-10-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Tip-surface potential derived from three force components using multi-frequency AFM2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Naitoh, Yan Jun Li, Yasuhiro Sugawara
    • 学会等名
      NC-AFM 2016
    • 発表場所
      Nottingham/UK
    • 年月日
      2016-07-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The investigation of dipole moment on TiO2(110) surface by electrostatic force Microscopy (EFM)2016

    • 著者名/発表者名
      Yan Jun Li, Huanfei Wen, Yoshitaka Naitoh and Yasuhiro Sugawara
    • 学会等名
      The 14th Annual Meeting of the Society of Nano Science and Technology
    • 発表場所
      Kitakyushu International Conference Center
    • 年月日
      2016-06-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spatial Elastic Property of Ge(001) Surface at Sub-Atomic Scale with Multi-Frequency Atomic Force Microscopy.2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Naitoh, Yan Jun Li, Yasuhiro Sugawara
    • 学会等名
      Emerging Technologies 2016: Communications, Microsystems, Optoelectronics, Sensors.
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      2016-05-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 多周波数モード原子間力顕微鏡によるGe(001)表面のサブ原子スケール弾性状態の研究2016

    • 著者名/発表者名
      内藤 賀公,李 艶君,菅原 康弘
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学 仙台市
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 3D Force Vector Detection above Ge(001)-c(4x2) Surface at Atomic Scale with Multi-Frequency Atomic Force Microscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Y.Naitoh,Y.J.Li, Y.Sugawara
    • 学会等名
      Kyoto Workshop on Recent Progress in Advanced Scanning Probe Techniques
    • 発表場所
      Kyoto university, Kyoto
    • 年月日
      2016-03-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Force vector mapping of tip-surface interaction visualized by multi-frequency AFM2015

    • 著者名/発表者名
      Y.Naitoh,Y. J. Li, Y.Sugawara
    • 学会等名
      NC-AFM 2015
    • 発表場所
      Cassis, France
    • 年月日
      2015-07-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-22  

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