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本研究では、走査トンネル顕微鏡(STM)や原子間力顕微鏡(AFM)といったプローブ顕微鏡を用いて、表面での静電ポテンシャル分布を10mV以下の高ポテンシャル分解能かつナノスケールの空間分解能で測定する技術の開発を進めている。STMでは、二次元トンネル分光手法を用いて表面準位のエネルギーレベルの変動を詳細に測定することにより精密なポテンシャル測定を実現している。今年度は、この手法にさらに原子追跡法の技術を組み込み、測定の効率化および時間短縮化を進めて熱ドリフトの影響を抑えることに成功し、さらに同じ測定時間でもより精度の高いポテンシャル測定が行えるようになった。さらに、次年度の目標である一次元電子系におけるポテンシャル分布観察に向けて、微傾斜Si(111)-√<3x>√<3Ag>表面の試料作成を進め、予想される間隔でステップ配列していることから一次元に閉じ込められた系が形成されているものと確認できた。
またAFMでは、静電気力の検出によるケルビン法を整備し、高ポテンシャル・高空間分解能でのポテンシャル測定を実現するとともに、今年度は更なるポテンシャル分解能の向上を目指して、液体ヘリウム温度で動作するAFM装置の開発を行った。低温AFMに用いる長辺振動型水晶振動子のカセンサー・AFMプローブとしての評価を進め、原子像観察に成功した。さらに、プローブ作成に伴う探針先端加工技術についてもマイクロマニピュレーターや集束イオンビームを用いた新たな技術の開発を行った。
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