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原子間力顕微鏡を用いた表面原子振動測定技術の開発と局所表面物性状態の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26286007
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
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(系)研究科(研究院), 助教 (90362665)

研究協力者 菅原 康弘  大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (40206404)
Štich Ivan  Slovakia Academy of Science, Professor
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2015年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2014年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワード原子間力顕微鏡 / 表面物性 / ナノコンタクト / フォノン / 走査プローブ顕微鏡 / トライボロジー
研究成果の概要

本研究の目的は、原子間力顕微鏡法(AFM)を応用して新たに表面原子の振動状態や電荷分布を高感度に測定する技術を開発し、表面上の局所的な物性状態(結合弾性状態、電荷秩序分布)を明らかにすることである。
本研究では先ず、原子の振動状態を高感度にサブ原子スケールで捉えるために、探針-試料表面間に働く相互作用力を3次元ベクトルで空間的な分布を取得できる技術を世界で初めて確立した。この研究成果は国際的に著名な学術誌(Nature Physics)に掲載された。
また、固体表面電荷分布やその変化を捉えるための新しい電荷計測技術を開発し、表面弾性状態と表面電荷分布を同時測定することを可能とした。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 謝辞記載あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 10件、 招待講演 8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
  • [雑誌論文] Development of Low Temperature Atomic Force Microscopy with an Optical Beam Deflection System Capable of Simultaneously Detecting the Lateral and Vertical Forces2016

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

      Rev. Sci. Instrum.

      巻: 87 号: 9 ページ: 093113-093113

    • DOI

      10.1063/1.4962865

    • 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
  • [雑誌論文] Atomic force microscopy identification of Al-sites on ultrathin aluminum oxide film2015

    • 著者名/発表者名
      Yan Jun Li, J Brndiar, Y Naitoh, Y Sugawara and I Štich
    • 雑誌名

      Atomic force microscopy identification of Al-sites on ultrathin aluminum oxide film

      巻: 26 号: 50 ページ: 505704-505708

    • DOI

      10.1088/0957-4484/26/50/505704

    • 関連する報告書
      2015 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] Surface potential imaging with atomic resolution by frequency-modulation Kelvin probe force microscopy without bias voltage feedback2015

    • 著者名/発表者名
      L. Kou, Z. M. Ma, Y. J. Li, Y. Naitoh, M. Komiyama, and Y. Sugawara
    • 雑誌名

      Nanotechnology

      巻: 26 号: 19 ページ: 195701-195701

    • DOI

      10.1088/0957-4484/26/19/195701

    • 関連する報告書
      2014 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] Investigation of Tunneling Current and Local Contact Potential Difference on O-TiO2(110) surface by AFM/KPFM2017

    • 著者名/発表者名
      Huan Fei Wen, Quanzhen Zhang, Yoshitaka Naitoh, Yanjun Li and Yasuhiro Sugawara
    • 学会等名
      第64回応用物理学春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜 横浜
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Simultaneous Characterization of Tunneling Current and Local Contact Potential Difference on Rutile TiO2(110) surface by AFM/KPFM2017

    • 著者名/発表者名
      Huan Fei Wen、Quan Zhen Zhang、Yoshitaka Naitoh、
    • 学会等名
      Symposium on Surface Science & Nanotechnology -25th Anniversary of SSSJ Kansai
    • 発表場所
      Kyoto International Community House、Kyoto
    • 年月日
      2017-01-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [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] The investigation of topography, surface potential and local dipole moment on TiO2(110) surface by AFM/EFM2016

    • 著者名/発表者名
      H. F. Wen, Y. J. Li, H Yokoyama, Y Naitoh and Y Sugawar
    • 学会等名
      2016 International Conference on Materials, Manufacturing and Mechanical Engineering
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2016-12-30
    • 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
    • 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 実績報告書
  • [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. 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 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Measurement of the contact potential difference of palladium clusters by Kelvin probe force microscopy2015

    • 著者名/発表者名
      H. Yokoyama, T. Watanabe, M. Tada, Y. Naitoh and Y. J. Li and Y. Sugawara
    • 学会等名
      The international symposium "Recent Trends in Analysis and Techniques for Functionl Materials and Devices"
    • 発表場所
      Osaka University, Osaka
    • 年月日
      2015-12-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ケルビンプローブ力顕微鏡による機能材料評価2015

    • 著者名/発表者名
      李艶君、温煥飛、横山弘尭、末貞昌秀、渡邉友啓、多田昌史、内藤賀公、菅原康弘
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場、名古屋市
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 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 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simultaneous AFM/ATM Measurements of Electronic State and Stable Contrast Mode on Rutile TiO2(110) Surface by W-coated Si2015

    • 著者名/発表者名
      Y. J. Li, J. Brndiar, Y. Naitoh, Y. sugawara, I. Stich
    • 学会等名
      The Third China-Japan Symposium on Nanomedichine
    • 発表場所
      Beijing, Cina
    • 年月日
      2015-06-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 多周波数原子間力顕微鏡法による探針試料間相互作用のベクトル場解析2015

    • 著者名/発表者名
      内藤 賀公,李 艶君,菅原 康弘
    • 学会等名
      物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学、新宿区
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ルチル型TiO2(110)表面上の局所電位差のFM-AFM/KPFM同時測定2015

    • 著者名/発表者名
      末貞昌英,温煥飛,神林良祐,内藤 賀公,李 艶君,菅原 康弘
    • 学会等名
      2015年春季第62回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学、平塚市
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Investigation of local contact potential difference of Au nanoclusters on TiO2(110) surface by KPFM/STM2014

    • 著者名/発表者名
      H. F. Wen, R. Kanbayashi, M. Suesada, Y. Naitoh,  Y. J. Li and Y. Sugawara
    • 学会等名
      ICSPM-22
    • 発表場所
      熱川ハイツ、伊豆熱川
    • 年月日
      2014-12-11 – 2014-12-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ケルビンプローブ力顕微鏡によるルチル型TiO2(110)上の 局所接触電位差の解明2014

    • 著者名/発表者名
      神林 良佑,温 煥飛,末貞 昌英, 内藤 賀公,李 艶君,菅原 康弘
    • 学会等名
      2014年秋季第75回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学、札幌市
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Spatial bonding state of Ge(001) dimer atoms studied by multi-frequency FM-AFM2014

    • 著者名/発表者名
      Y.Naitoh, Y.J.Li, Y.Sugawara
    • 学会等名
      NA-AFM conference 2014
    • 発表場所
      つくば国際会議場、つくば市
    • 年月日
      2014-08-04 – 2014-08-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 原子間力顕微鏡法を用いた固体表面の原子スケール弾性状態の測定2014

    • 著者名/発表者名
      内藤 賀公
    • 学会等名
      応用物理学会関西支部第一回講演会
    • 発表場所
      京都大学、京都市
    • 年月日
      2014-06-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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