• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

1999 年度 研究成果報告書概要

結晶格子を基準スケールとした三次元測定器

研究課題

研究課題/領域番号 09355013
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 計測・制御工学
研究機関東京大学

研究代表者

川勝 英樹  東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (30224728)

研究分担者 星 泰雄  東京大学, 生産技術研究所, 助手 (80301133)
研究期間 (年度) 1997 – 1999
キーワードAFM / STM / 測長
研究概要

結晶格子の周期性を基準に用いて位置決めや測長・変位計測を行う手法を研究した.結晶を検出する手段として走査型トンネル顕微鏡(Scanning Tunneling Microscope,以下STM)および原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope,以下AFM)を試した.今年度は大気中てもAFMで容易に結晶の周期性を観察できるマイカ(雲母)およびグラファイトを用いた実験を行った。まず酸化シリコン製のAFMカンチレバーの押しつけ圧とマイカの摩耗との関係を調べ、押しつけ圧が50nN以下であれば数十時間観察し続けても表面の摩耗がおきない事を確認した。また押しつけ圧が100nNを越えると数回の走査で最表層が剥離するが、その下の層の結晶周期が観察できる事もわかった。マイカの場合、走査速度1μm/s以上では読み飛ばしが発生して正確な周期の検出ができなくなる。この原因がマイカの親水性にあると考えられたため、疎水性のグラファイトを用いて同様の検討を行ったところ、走査速度が20μm/sでも読み飛ばしなく周期を検出できることがわかった。グラファイトの場合、約0.25nm間隔の周期性がカンチレバーの固有振動数に一致する場合に周期性の検出が困難となる。現在使用している市販のAFMカンチレバーは走査時の固有振動数が約100kHzであり、グラファイトの走査速度25μm/sに相当する。
一ミクロンから100nm程度の大きさのナノ振動子を実現した。これにより、コンプライアンスが高く、固有振動数が数MHzからGHzの力検出素子が得られた。これをリニアエンコーダの格子読みとり用素子に用いると、数cm/sのカウント速度が実現できることになり、高い実用性と耐久性が得られることになる。
また、レーザ測定器との長さの校正をおこなった。

  • 研究成果

    (8件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (8件)

  • [文献書誌] H.Kawakatsu: "Two dimensional positioning of the scanning tunneling microscope stage using a crystal as the scale reference"Appl. Phys. Leff. A66. S853-S855 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] H. Kawakatsu: "Feasibility studies on a nanometric oscillator fabricated by surface diffusion for use as a force detector in scanning force microscopy"JPn J. Appl. Phys. 38. 3954-3957 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] H.Kawakatsu: "A Silicon based nanometric oscillator for scanning force mocroscopy operating in the 100 MHz range"Jpn. J. Appl.Phys. 38. 3962-3965 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Y. Hoshi: "Velocity dependence 2nd limitations of friction force microscopy on mice and graphite"Jpn. J. Appl. Phys. June. (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] H. Kawakatsu, Y. Hoshi, H. Bleuler, H. Kougami, M. Bossardt, N. Vezzin: "Two dimensional positioning of the scanning tunneling microscope stage using a crystal as the scale reference"Appl. Phys.. A66. s853-s855 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] H. Kawakatsu, D. Saya, M. de Labachelerie, H. -J. Hug, H. -J. Guntherodt: "Feasibility studies on a nanometric oscillator fabricated by surface diffusion for use as a force detector in scanning force microscopy"Jpn. J. Appl. Phys.. 38. 3954-3957 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] H. Kawakatsu, H. Toshiyoshi, D. Saya, and H. Fujita: "A Silicon based nanometric oscillator for scanning force microscopy operating in the 100 MHz range"Jpn. J. Appl. Phys.. 38. 3962-3965 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Yasuo HOSHI, Takayoshi KAWAGISHI, and Hideki KAWAKATSU: "Velocity dependence and limitations of friction force microscopy on mica and graphite"Jpn. J. Appl. Phys.. June. (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

URL: 

公開日: 2001-10-23  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi