極限環境原子間力顕微鏡による磁性原子膜の物性研究

• 研究課題/領域番号: 20540314
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 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): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2010年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2009年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2008年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 原子間力顕微鏡 / 表面弾性 / 磁性 / ゲルマニウム / 磁性薄膜 / 鉄 / 酸化銅 / シリコン / 表面科学

研究概要

固体表面に発現する特異な磁性や電荷秩序や弾性状態を原子スケールで明らかにすることを目的として、原子間力顕微鏡の高感度化を行った。まず、原子スケールで表面弾性情報を取得する技術を考案し、多周波数周波数変調原子間力顕微鏡法を開発した。この手法により、固体表面の歪分布や表面原子の結合の硬さ情報を取得できるようになった。また、磁気交換相互作用を分離測定する方法を考案し、磁性情報を取得可能であることを実証した。

研究成果

• [雑誌論文] Force Mapping on NaCl(100)/Cu(111) Surface by Atomic Force Microscopy at 78 K (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.J.Li, K.Tenjin, Y.Kinoshita, Z.Ma, L.Kou, Y.Naitoh, M.Kageshima, Y.Sugawara
  • 雑誌名: Ultramicroscopy(refereed) in press
• [雑誌論文] Simultaneous observation of surface topography and elasticity at atomic scale by multifrequency frequency modulation atomic force microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Naitoh, Z.Ma, Y.J.Li, M.Kageshima, Y.Sugawara
  • 雑誌名: J.Vac.Sci.Technol.B(refereed) Vol.28(6) ページ: 1210-1214
• [雑誌論文] Effect of Surface Stress around the SA Step of Si(001) on the Dimer Structure Induced by Noncontact Atomic Force Microscopy at 5 K (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Naitoh, Y.J.Li, H.Nomura, M.Kageshima, Y.Sugawara
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn.(refereed) Vol.79,No.1
• [雑誌論文] Simultaneous observation of surface topography and elasticity at atomic scale by multifrequency frequency modulation atomic force microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Naitoh
  • 雑誌名: Journal of Vacuum Science and Technology 巻: 28 ページ: 1210-1214
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Surface Stress around the S_A Step of Si(001) on the Dimer Structure Induced by Noncontact Atomic Force Microscopy at 5K (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Naitoh
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 79 ページ: 13601-13604
  • 査読あり
• [雑誌論文] The influence of Si cantilever tip with/without tungsten coating on NC-AFM imaging of Ge(001) surface (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Naitoh, Y.Kinoshita, Y.J.Li, M.Kageshima, Y.Sugawara
  • 雑誌名: Nanotechnology(refereed) Vol.20
• [雑誌論文] The influence of Si cantilever tip with/without tungsten coating on NC-AFM imaging of Ge(001) surface (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Naitoh
  • 雑誌名: Nanotechnology 20 ページ: 264011-264017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study of Oxidized Cu(110) Surface Using Noncontact Atomic Force Microscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Kishimoto, M.Kageshima, Y.J.Li, Y.Naitoh, Y.Sugawara
  • 雑誌名: Surface Science(refereed) Vol.602 ページ: 2175-2182
• [雑誌論文] Atomic-Scale Imaging of B/Si(111) √<3> x √<3> Surface by Noncontact Aromic Force Microscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Kinoshita, Y.Naitoh, Y.J.Li, M.Kageshima, Y.Sugawara
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys.(refereed) Vol.47(10) ページ: 8218-8220
• [学会発表] 多周波数FM-AFM による表面形状と弾性の原子レベル同時測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 内藤賀公, 馬宗敏, 李艶君, 菅原康弘
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2011-03-24
• [学会発表] Simultaneous measurement of surface topography and elasticity at atomic scale by multifrequency FM-AFM (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Naitoh, Y.Kinoshita, Y.J.Li, Y.Sugawara
  • 学会等名: 3rd International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 2010-11-25
• [学会発表] 多周波数原子間力顕微鏡法の開発とGe(001)の表面弾性に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 内藤賀公、馬宗敏、李艶君、菅原康弘
  • 学会等名: 表面科学会学術講演会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2010-11-06
• [学会発表] 多周波数原子間力顕微鏡法の開発とGe(001)の表面弾性に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 内藤賀公
  • 学会等名: 真空・表面科学合同講演会
  • 発表場所: 大阪大学 大阪
  • 年月日: 2010-11-06
• [学会発表] Electrostatic force spectroscopy on semiconductor surfaces using 2nd flexural mode of cantilever oscillation (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Naitoh, Y.Kinoshita, Y.-J.Li, Y.Sugawara
  • 学会等名: 13th International conference on NC-AFM
  • 発表場所: Kanazawa
  • 年月日: 2010-08-03
• [学会発表] Electrostatic force_spectroscopy on semiconductor surfaces using 2nd flexural mode of cantilever oscillation (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Naitoh
  • 学会等名: 13th International Conference on Noncontact Atomic Force Microscopy
  • 発表場所: Kanazawa
  • 年月日: 2010-08-03
• [学会発表] 多周波数原子間力顕微鏡法の開発と表面弾性に関する研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 内藤賀公, 馬宗敏, 李艶君, 影島賢巳, 菅原康弘
  • 学会等名: 関西薄膜・表面物理学セミナー
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2009-11-27
• [学会発表] 多周波数原子間力顕微鏡法の開発と表面弾性に関する研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 内藤賀公
  • 学会等名: 関西薄膜・表面物理学セミナー
  • 発表場所: グリーンビレッジ交野 交野市
  • 年月日: 2009-11-27
• [学会発表] Theory of Multifrequency Method in FM-AFM (2009)
  • 著者名/発表者名: Z.Ma, Y.Naitoh, Y.J.Li, Y.Sugawara
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • 発表場所: Osaka, November
  • 年月日: 2009-11-25
• [学会発表] 多周波数原子間力顕微鏡法の開発とGe(001)の表面弾性に関する研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 内藤賀公、馬宗敏、影島賢巳、菅原康弘
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2009-09-28
• [学会発表] 多周波数原子間力顕微鏡法の開発とGe(001) の表面弾性に関する研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 内藤賀公
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大 熊本市
  • 年月日: 2009-09-28
• [学会発表] Bi(001)薄膜表面の原子間力顕微鏡/静電気力分光測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 神森康樹、内藤賀公、影島賢巳、菅原康弘
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2009-09-27
• [学会発表] Atomic scale elasticity mapping of Ge(001) surface by multifrequency FM-AFM (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Naitoh, Y.Kinoshita, Y.J.Li, M.Kageshima, Y.Sugawara
  • 学会等名: 12th International Conference on Noncontact Atomic Force Microscopy
  • 発表場所: New Haven
  • 年月日: 2009-08-14
• [学会発表] Atomic scale elasticity mapping of Ge(001) surface by multifrequency FM-AFM (2009)
  • 著者名/発表者名: 内藤賀公
  • 学会等名: 12th International Conference on Noncontact Atomic Force Microscopy
  • 発表場所: New Haven, CT, USA
  • 年月日: 2009-08-14
• [学会発表] Theory of Multifrequency Method in FM-AFM (2009)
  • 著者名/発表者名: Z.Ma, Y.Naitoh, Y.J.Li, M.Kageshima, Y.Sugawara
  • 学会等名: 12th International Conference on Noncontact Atomic Force Microscopy
  • 発表場所: USA
  • 年月日: 2009-08-12
• [学会発表] Theory of Multifrequency Method in FM-AFM (2009)
  • 著者名/発表者名: 内藤賀公
  • 学会等名: 12th International Conference on Noncontact Atomic Force Microscopy
  • 発表場所: New Haven, CT, USA
  • 年月日: 2009-08-11
• [学会発表] NC-AFM observation of Ge(001) surface by improved cantilever with sharp tungsten tip (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Naitoh, Y.Kinoshita, M.Kageshima, Y.Sugawara
  • 学会等名: 11th International Conference on NC-AFM
  • 発表場所: Madrid
  • 年月日: 2008-09-18