| 研究概要 |
無応力状態の結晶格子表面の格子間隔は約0.2nmで安定しており,これは普遍的な長さ基準になりうる.また,走査型トンネル顕微鏡(STM)は,大気中で原子像を捉えることのできる顕微鏡である.そこで,結晶格子間隔をスケールとし,STMを検出器として組み合わせれば,サブnmオーダ分解能の2次元変位計が製作可能であ.本研究では,実時間でサブナノメートル分解能の2次元変位・長さを検出し,かつ,XYステージを制御するシステムを実時間2次元ベクトル変位エンコーダと定義しこの開発を目的とする.本年度は以下の成果を得た.
(1)STM探針の原子頂点への静止制御
STM探針に高速ディザ-変調を加えて,変調信号とトンネル電流をロックイン同期検波をすることで結晶格子像のXY軸方向の傾斜信号を得,それを基にSTM探針を特定の原子頂点へ静止位置決めを行う実験を行った.XY軸方向の傾斜信号を0とするようにXYステージを制御し,結果としてSTM探針を原子頂点へ静止制御させることに成功した.
(2)STM探針の原子配列に沿った往復運動制御
(1)の方法を拡張し,XY軸方向の傾斜信号を実時間で組み合わせて,特定の原子配列に沿ってSTM探針を往復運動させる実験を行った.およそ5nmの範囲で,STM探針を原子配列に沿って往復運動させることが出来た.
実時間2次元ベクトル変位エンコーダの開発可能性を確認した.
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