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走査型プローブ顕微鏡を応用した固体表面上1分子の電荷状態変化の測定

研究課題

研究課題/領域番号 26630330
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 複合材料・表界面工学
研究機関北陸先端科学技術大学院大学

研究代表者

富取 正彦  北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (10188790)

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: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード走査プローブ顕微鏡 / 表面・界面物性 / 電荷移動 / エネルギー散逸 / 分子計測
研究成果の概要

原子スケールで鋭利な探針を試料に接近させて表面の凹凸や物性を計測する走査型プローブ顕微鏡(SPM)は、ナノテクノロジー・科学技術の発展に大きく貢献してきた。SPMが持つ原子レベルの高分解能を活かしながら、表面電子状態を解析する手法としてSPMがさらに進化することが期待されている。本研究では、SPMの一つ、非接触原子間力顕微鏡(nc-AFM)に基づいた計測で、散逸エネルギーの感度を向上させ、またチャージアンプ(CA)を併用することで、信号の解析を進め、探針-試料間の相互作用力を起源とした現象、および、静電容量と接触電位差を起源とした物性を原子レベルの分解能で測定した。

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

    (37件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] An atomic scale study of TiO2(110) surfaces exposed to humid environments2016

    • 著者名/発表者名
      Akira Sasahara, Masahiko Tomitori
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 120 号: 38 ページ: 21427-21435

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.6b05661

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Local protrusions formed on Si(111) surface by surface melting and solidification under applied tensile stress2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Nishimura, Masahiko Tomitori
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 109 号: 12

    • DOI

      10.1063/1.4963020

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Atomic-scale electric capacitive change detected with a charge amplifier installed in a non-contact atomic force microscope2016

    • 著者名/発表者名
      Makoto Nogami, Akira Sasahara, Toyoko Arai, Masahiko Tomitori
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 9 号: 4 ページ: 046601-046601

    • DOI

      10.7567/apex.9.046601

    • NAID

      210000137866

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Evaluation and optimization of quartz resonant-frequency retuned fork force sensors with high Q factors, and the associated electric circuits, for non-contact atomic force microscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Ooe, Mikihiro Fujii, Masahiko Tomitori, Toyoko Arai
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 87 号: 2

    • DOI

      10.1063/1.4941065

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Difference in etching between Si(111) and (001) surfaces induced by atomic hydrogen irradiation observed by noncontact atomic force microscopy2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Miyagi, Akira Sasahara, Masahiko Tomitori
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 54 号: 8S2 ページ: 08LB08-08LB08

    • DOI

      10.7567/jjap.54.08lb08

    • NAID

      210000145637

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Water wettability of Si(111) and (001) surfaces prepared to be reconstructed, atomic-hydrogen terminated and thinly oxidized in an ultrahigh vacuum chamber2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Miyagi, Akira Sasahara, Masahiko Tomitori
    • 雑誌名

      Applied Surface Science

      巻: 349 ページ: 904-910

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2015.04.176

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 疑似体液に浸漬させた構造規定酸化チタン表面のナノスケール解析2017

    • 著者名/発表者名
      笹原亮、村上達也、富取正彦
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2017年年会
    • 発表場所
      日本大学駿河台キャンパス、東京・千代田区
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 周波数変調原子間力顕微鏡法を応用した金ナノ接点の力学的特性の解析2017

    • 著者名/発表者名
      村上拓、橋本遼太、石塚慧介、長井馨、大島義文、富取正彦、新井豊子
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス、大阪・豊中
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Si(111)-(7x7)表面を試料とした非接触原子間力顕微鏡で検出されるエネルギー散逸機構の研究2017

    • 著者名/発表者名
      稲村竜、藏大輝、富取正彦、新井豊子
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス、大阪・豊中
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 非接触原子間力顕微鏡で検出されるエネルギー散逸機構の研究2017

    • 著者名/発表者名
      稲村竜、藤井幹大、富取正彦、新井豊子
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、神奈川・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] 自然酸化シリコン表面上に自己組織的に形成・配置された銅ロッド構造2017

    • 著者名/発表者名
      坂本拓朗、西村高志、富取正彦
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、神奈川・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] Ex-situ STM and XPS analysis of TiO2(110) surfaces to humid environments2017

    • 著者名/発表者名
      Akira Sasahara, Tatsuya Murakami, Masahiko Tomitori
    • 学会等名
      Symposium on Surface Sciences and Nanotechnology -25th Anniversary of SSSJ Kansai
    • 発表場所
      Kyoto International Community House, Kyoto, 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] 純水及び疑似体液に浸漬させたTiO2(110)-(1x1)表面のex-situS解析2016

    • 著者名/発表者名
      笹原亮、富取正彦
    • 学会等名
      真空・表面科学合同講演会 第36回表面科学学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場、愛知県・名古屋
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 周波数変調原子間力顕微鏡を組み込んだ透過型電子顕微鏡による金ナノ接点の力学ー構造特性の同時測定2016

    • 著者名/発表者名
      石塚慧介、村上拓、橋本遼太、大島義文、富取正彦、新井豊子
    • 学会等名
      真空・表面科学合同講演会 第36回表面科学学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場、愛知県・名古屋
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 非接触原子間力顕微鏡におけるエネルギー散逸機構の研究2016

    • 著者名/発表者名
      稲村竜、富取正彦、新井豊子
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学・角間キャンパス、石川・金沢
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 金ナノ接点の電気的・力学的特性の同時測定およびその解析2016

    • 著者名/発表者名
      村上拓、橋本遼太、石塚慧介、大島義文、富取正彦、新井豊子
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学・角間キャンパス、石川・金沢
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 高湿度環境に暴露したTiO2(110)-(1x1)表面のUHV-STM/XPS解析2016

    • 著者名/発表者名
      笹原亮、富取正彦
    • 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・新潟
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] FM-AFMを用いた金ナノ接点の電気的・力学的特性の測定2016

    • 著者名/発表者名
      村上拓、橋本遼太、石塚慧介、大島義文、富取正彦、新井豊子
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第72回学術講演会
    • 発表場所
      仙台国際センター、宮城・仙台
    • 年月日
      2016-06-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] チャージアンプを備えたnc-AFMによる表面電子状態解析2016

    • 著者名/発表者名
      野上真、新井豊子、笹原亮、富取正彦
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス、東京都目黒区
    • 年月日
      2016-03-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 真空中で石英から昇華させたSiOのルチルTiO2(110)表面への堆積2016

    • 著者名/発表者名
      附田健太郎、笹原亮、富取正彦
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス、東京都目黒区
    • 年月日
      2016-03-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 電気伝導と力学特性の同時測定による金ナノ接点の原子配列の考察2016

    • 著者名/発表者名
      橋本遼太、新井豊子、村上拓、石塚彗介、大島義文、富取正彦
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス、東京都目黒区
    • 年月日
      2016-03-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 疑似体液に浸漬させた酸化チタン単結晶表面のナノスケール解析2016

    • 著者名/発表者名
      笹原亮、村上達也、Le Tran Uyen Tu、附田健太郎、富取正彦
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス、東京都目黒区
    • 年月日
      2016-03-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 加熱/煮沸処理を施した酸化チタン表面のリン酸カルシウムの析出2016

    • 著者名/発表者名
      笹原亮、村上達也、Le Tran Uyen Tu、附田健太郎、富取正彦
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 2016年年会
    • 発表場所
      早稲田大学、西早稲田大学キャンパス、東京都新宿区
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 雰囲気制御電気炉でのSiO2超薄膜のルチルTiO2(110)基板上への堆積2015

    • 著者名/発表者名
      附田健太郎、笹原亮、富取正彦
    • 学会等名
      応用物理学会 北陸・信越支部学術講演会
    • 発表場所
      信州大学工学部、長野県長野市
    • 年月日
      2015-12-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 二酸化チタン表面へのリン酸カルシウム析出のXPSとAFMによる解析2015

    • 著者名/発表者名
      笹原亮、村上達也、Le Tran Uyen Tu, 附田健太郎、富取正彦
    • 学会等名
      第35回表面科学学術講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場、茨城県つくば市
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 金ナノ接点の電気電導と力学特性の同時測定2015

    • 著者名/発表者名
      橋本遼太、新井豊子、大島義文、富取正彦
    • 学会等名
      第35回表面科学学術講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場、茨城県つくば市
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 超高真空槽で調製したSi(001)と(111)面の水滴下後の表面変化2015

    • 著者名/発表者名
      宮城友昭、笹原亮、富取正彦
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場、愛知県名古屋市
    • 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] 長辺振動水晶振動子を力学センサーに応用した金ナノ接点の力学・電気伝導特性の同時計測2015

    • 著者名/発表者名
      橋本遼太、新井豊子、大島義文、富取正彦
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場、愛知県名古屋市
    • 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] 加熱・加圧処理によるシリコン表面の突起構造の形成2015

    • 著者名/発表者名
      西村高志、富取正彦
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場、愛知県名古屋市
    • 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] Dissipation decrease in a proximity region enhanced with a hydrogen-terminated Si tip in non-contact atomic force microscopy2015

    • 著者名/発表者名
      R. Inamura, M. Tomitori, T. Arai
    • 学会等名
      the 18th International Conference on non-contact atomic force microscopy
    • 発表場所
      Cassis, France
    • 年月日
      2015-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tip-sample distance dependence of the output of a charge amplifier in NC-AFM2015

    • 著者名/発表者名
      M. Nogami, T. Arai, A. Sasahara, M. Tomitori
    • 学会等名
      the 18th International Conference on non-contact atomic force microscopy
    • 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
  • [学会発表] Simultaneous NC-AFM imaging with current and damping energy using a retuned fork sensor with a high Q-value2015

    • 著者名/発表者名
      H. Ooe, M. Fujii, M. Tomitori, T. Arai
    • 学会等名
      the 18th International Conference on non-contact atomic force microscopy
    • 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
  • [学会発表] Laying-down configuration of 4,4" diamond-p-terphenyl on Si(001)-2×1 observed by scanning tunneling microscopy2015

    • 著者名/発表者名
      Amer Mahmoud Amer Hassan, Akira Sasahara, Hideyuki Murata, Masahiko Tomitori
    • 学会等名
      EM-NANO 2015
    • 発表場所
      TOKI MESSE Niigata Convention Center, Niigata, Niigata, Japan
    • 年月日
      2015-06-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chemical conformation of diamond-p-terphenyl on Si(001)-2×1 observed by STM2015

    • 著者名/発表者名
      Amer Mahmoud Amer Hassan, Akira Sasahara, Hideyuki Murata, Masahiko Tomitori
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 第71回学術講演会
    • 発表場所
      国立京都国際会館、京都府京都市
    • 年月日
      2015-05-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] NC-AFMに組み込んだチャージアンプと電流アンプ出力の同時測定2015

    • 著者名/発表者名
      野上真、新井豊子、笹原亮、富取正彦
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学 湘南キャンパス、神奈川、平塚
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] NC-AFMに組込んだチャージアンプの出力解析2014

    • 著者名/発表者名
      野上真、新井豊子、笹原亮、富取正彦
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学、北海道、札幌
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Nanoscale capacitive analysis of surface states using a charge amplifier based on non-contact atomic force microscopy2014

    • 著者名/発表者名
      M. Nogami, T. Arai, A. Sasahara, M. Tomitori
    • 学会等名
      the 17th international conference on non-contact atomic force microscopy
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center, Tsukuba, Ibaraki, Japan
    • 年月日
      2014-08-04 – 2014-08-08
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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