原子・分子分解能を有する走査型化学力顕微鏡の開発

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11355036
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 藤平 正道 東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (40013536)
• 研究分担者: 安武 正敏 セイコーインスツルメンツ株式会社, 化学機器事業部, 技術一部・専門課長(研究職) ; 秋場 宇一 東京工業大学, 生命理工学部, 助手 (60184107) ; 菅 耕作 東京工業大学, 生命理工学部, 助手 (90016642)
• キーワード: 原子間力顕微鏡 / 走査型化学力顕微鏡 / パルスフォースモードAFM / 原子・分子分解能 / 探針の化学修飾 / 力-距離曲線測定 / プローブ分子 / 化学識別

研究概要

本研究では、1)AFM探針の形状のさらなる先鋭化とその先端表面の化学修飾法を改良して、真の原子・分子分解能の化学力顕微鏡用AFM探針を開発し、2)高真空下での力-距離曲線測定の高分解能化を達成して、真の原子・分子分解能を有する化学力顕微鏡を開発することを目的としている。
本年度はこのために、次のような実績を挙げた。
1)高真空下でのパルスフォースモードAFM測定
(1)高真空対応AFM装置を購入し、その分子分解能パルスフォースモードAFMへの改良を目指して、高真空対応でかつ現有のAFM装置よりも性能の高い市販のAFM装置を購入し、本研究目的を達成するために、多くの改良を加えた。ただし、真空系からのノイズが高く、次年度も引き続き改良する必要があることが判明した。
(2)分子分解能達成のための現在のパルスフォースモードAFMでの問題点の解決を計った。
2)新しい化学力顕微鏡用AFM探針の製造のために、以下の2点について重点的に検討し、成果を挙げた。
(1)新しいAFM探針表面の金薄膜調製法の検討
(2)新しい化学力顕微鏡用のプローブ分子の合成AFM

研究成果

• [文献書誌] Masamichi Fujihira: "Kelvin Probe Force Microscopy of Molecular Surfaces"Annu. Rev. Mater. Sci.. 29. 353-380 (1999)
• [文献書誌] M.Fujihira,T.Ohzono: "Bases of Chemical Force Microscopy by Friction"Jpn. J. Appl. Phys.. 38. 3918-3931 (1999)
• [文献書誌] Y.Okabe,M.Furugori,Y.Tani,U.Akiba,M.Fujihira: "Chemical Force Microscopy of Microcontact-Printed Self-Assembled Monolayers by Pulsed-Force-Mode Atomic Force Microscopy"Ultramicroscopy. 82. 203-212 (2000)
• [文献書誌] M.Fujihira,Y.Okabe,Y.Tani,M.Furugori,U.Akiba: "A novel cleaning method of gold-coated atomic force microscope tips for their chemical modification"Ultramicroscopy. 82. 203-212 (2000)
• [文献書誌] A.Nakasa,U.Akiba,M.Fujihira: "Self-assembled monolayers containing biphenyl derivatives as challenge for nc-AFM"Appl. Surf. Sci.. 922(印刷中). (2000)
• [文献書誌] Y.Okabe,U.Akiba,M.Fujihira: "Chemical force microscopy of-CH3 and COOH terminal groups in mixed self-assembled monolayers by pulsed-force-mode atomic force microscopy"Appl. Surf. Sci.. 922(印刷中). (2000)