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窒化シリコンメンブレンを用いた力検出器による液中原子間力顕微鏡の飛躍的性能向上

研究課題

研究課題/領域番号 26600095
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関金沢大学

研究代表者

福間 剛士  金沢大学, 電子情報学系, 教授 (90452094)

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
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード原子間力顕微鏡 / 窒化シリコンメンブレン / シールド機構 / 液中原子分解能観察 / 力検出器 / チタンシールド / ガラスプローブ
研究成果の概要

シールド機構を備えた原子間力顕微鏡(AFM)を開発し、それにより液中AFMの安定性および力分解能を改善した。電子顕微鏡観察用の窒化シリコンメンブレンに集束イオンビームにより微小な穴を設け、そこを通して探針のみを液中に浸漬することを可能とした。また、カンチレバーとメンブレンとの接触を避けるために、カンチレバーに比較的長いクオーツ探針を接着し、さらにその先端に電子線堆積(EBD)カーボン探針を作製した。これらの工夫により、探針のみを浸漬した状態での原子分解能観察を実現し、力分解能を3倍程度改善した。この技術は、気体発生環境下での安定な計測や、電位分布計測技術の定量性改善に有用であると期待される。

報告書

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

    (19件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件、 招待講演 10件) 備考 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] Aalto University(Finland)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Curtin University(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Understanding 2D atomic resolution imaging of the calcite surface in water by frequency modulation atomic force microscopy2016

    • 著者名/発表者名
      J. Tracey, K. Miyazawa, P. Spijker, K. Miyata, B. Reischl, F. F. Canova, A. L. Rohl, T. Fukuma, A. S. Foster
    • 雑誌名

      Nanotechnology

      巻: 27 号: 41 ページ: 415709-415709

    • DOI

      10.1088/0957-4484/27/41/415709

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 高分解能AFMを用いた3次元水和・揺動構造計測技術の進展2017

    • 著者名/発表者名
      福間剛士
    • 学会等名
      第3回「水シグナリングの分子動態から病態へ」研究会
    • 発表場所
      アオッサ福井(福井)
    • 年月日
      2017-03-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 液中原子間力顕微鏡の新技術開発と固液界面計測への応用2017

    • 著者名/発表者名
      福間剛士
    • 学会等名
      第41回日本顕微鏡学会関東支部講演会
    • 発表場所
      産業総合研究所臨界副都心センター(東京)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 液中原子間力顕微鏡による固液界面計測技術の進展2017

    • 著者名/発表者名
      福間剛士
    • 学会等名
      第6回生体界面研究会
    • 発表場所
      金沢大学(金沢)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 周波数変調AFMによる固液界面での水和と分子吸着構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      福間剛士
    • 学会等名
      極限ナノ造形・構造物性研究会2017年第1回研究会
    • 発表場所
      東北大学東京分室(東京)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 液中原子間力顕微鏡を用いた原子・分子スケール固液界面計測2016

    • 著者名/発表者名
      福間剛士
    • 学会等名
      第18回関西表面技術フォーラム
    • 発表場所
      甲南大学(神戸)
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 液中AFMの新技術開発と産学連携研究への応用展開2016

    • 著者名/発表者名
      福間剛士
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会走査型プローブ顕微鏡分科会研究会
    • 発表場所
      湯沢ニューオータニホテル(越後湯沢)
    • 年月日
      2016-11-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 原子スケール液中AFM技術の現状と今後の展望2016

    • 著者名/発表者名
      福間剛士
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 周波数変調原子間力顕微鏡を用いたサブナノスケール水和構造解析2016

    • 著者名/発表者名
      福間剛士
    • 学会等名
      日本表面科学会関東支部第5回関東支部セミナー「表面・界面の水が拓くものづくりの未来」
    • 発表場所
      東京大学(東京)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Recent Advancement and Future Prospects in FM-AFM Instrumentation for Liquid-Environment Applications2016

    • 著者名/発表者名
      T. Fukuma
    • 学会等名
      Japan-Finland Research Exchange Meeting:Experiments and Theory of Liquid-Environment Scanning Probe Microscopy
    • 発表場所
      金沢大学(金沢)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Recent Developments in Liquid-Environment frequency modulation AFM2016

    • 著者名/発表者名
      T. Fukuma, H. Asakawa, K. Miyata, N. Inada, K. Miyazawa
    • 学会等名
      Symposiun Solid-Liquid Interfaces
    • 発表場所
      Madrid(スペイン)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 薄膜シールドを備えた液中原子間力顕微鏡の開発2015

    • 著者名/発表者名
      山村俊貴、宮澤佳甫、坂井友樹、淺川雅、福間剛士
    • 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
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Atomic-scale Investigation of Brookite TiO2 Nanocrystals by FM-AFM in Liquid2015

    • 著者名/発表者名
      H. Asakawa, T. Yamamura, T. Ohno and T. Fukuma
    • 学会等名
      18th International Conference on non-contact Atomic Force Microscopy (NC-AFM2015)
    • 発表場所
      Cassis, France
    • 年月日
      2015-09-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 福間研究室ホームページ

    • URL

      http://fukuma.w3.kanazawa-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 金沢大学福間研究室ホームページ

    • URL

      http://fukuma.w3.kanazawa-u.ac.jp/frame.html

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 金沢大学福間研究室ホームページ

    • URL

      http://fukuma.w3.kanazawa-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [産業財産権] 液中原子間力顕微鏡2015

    • 発明者名
      福間剛士、宮澤佳甫
    • 権利者名
      金沢大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-169504
    • 出願年月日
      2015-08-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2022-02-16  

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