局所的フォーススペクトル法による単原子物性計測手法の確立

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19360017
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 阿部 真之 大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00362666)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: 原子間力顕微鏡 / フォーススペクトロスコピー / 交換型原子操作 / フォーススペクトロスコピー / フォースマッピング / 原子識別 / 国際研究者交流

研究概要

超高真空・室温で動作する周波数変調方式原子間力顕微鏡(FM-AFM)を用い、AFM探針先端の原子1つと、測定試料表面の所定の原子1つの間に働く原子間力の距離依存性を測定するフォーススペクトロスコピーの手法を確立した。この手法を用いて、フォーススペクトロスコピーによる原子識別、フォースマッピングによる原子識別、原子識別画像化測定手法、原子ペンによる原子レベル構造物の作成とフォーススペクトロスコピーへの応用、フォースマッピングによるFM-AFMの画像化機構の解明を行えるようになった。

研究成果

• [雑誌論文] Simultaneousatomic imaging of atomic forcemicroscopy and scanning tunnelingmicroscopy using metal coatedcantilevers (2009)
  • 著者名/発表者名: D. Sawada, Y. Sugimoto, T. Namikawa,M. Abe, and S. Morita
  • 雑誌名: Material Transactions Vol.50 No.5 ページ: 940-942
• [雑誌論文] Mapping and imaging forrapid atom discrimination: A study offrequency modulation atomic forcemicroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Sugimoto, T. Namikawa, M. Abe, andS. Morita
  • 雑誌名: Applied Physics Letters Vol.94 ページ: 023108-1/-3
• [雑誌論文] Complex Patterning byVertical Interchange AtomManipulation Using Atomic ForceMicroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Sugimoto, P. Pou, O. Custance, P.Jelinek, M. Abe, R. Perez, and S.Morita
  • 雑誌名: Science vol.322 ページ: 413
• [雑誌論文] Statistics of lateral atommanipulation by atomic forcemicroscopy at room temperature (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Sugimoto, K. Miki, M. Abe, and S.Morita
  • 雑誌名: Physical Review B vol.78 ページ: 205305
• [雑誌論文] High-spatial resolutiontopographic imaging and dimerdistance analysis of Si(100)-(2x1)using noncontact atomic forcemicroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: D. Sawada, T. Namikawa, M. Hiragaki,Y. Sugimoto, M. Abe, and S. Morita
  • 雑誌名: Japanese Journal ofApplied Physics vol.47 ページ: 6085
• [雑誌論文] Vertical andlateral force mapping on theSi(111)-(7x7) surface by dynamicforce microscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Sugimoto, T. Namikawa, K. Miki, M.Abe, and S. Morita
  • 雑誌名: Physical Review B vol.77 ページ: 195424
• [雑誌論文] フォースカーブによる元素識別とフォース・マッピン (2008)
  • 著者名/発表者名: 森田清三、杉本宜昭、大藪範昭、Oscar Custance、阿部真之
  • 雑誌名: 表面科学 Vol.29,No.4 ページ: 214-220
• [雑誌論文] Atom-by-AtomChemical Coordination Effect Observedin Noncontact AFM Topography of Pb/Si(111)-( √3× √3) Mosaic Phase (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Ohiso, M. Hiragaki, K. Mizuta, M.Abe, and S. Morita
  • 雑誌名: e-Journal of Surface Scienceand Nanotechnology vol.6 ページ: 79-83
• [雑誌論文] Growth dynamics ofinsulating SrF2 films on Si(111) (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Seino, S. Yoshikawa, M. Abe, and S.Morita
  • 雑誌名: J.Phys. : Condens. Matter 19 ページ: 445001
• [雑誌論文] Dynamicforce spectroscopy using cantileverhigher flexural modes (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Sugimoto, S. Innami, M. Abe, O.Custancee, and S. Morita
  • 雑誌名: AppliedPhysics Letters 91 ページ: 093120
• [雑誌論文] Tip-induced LocalReconstruction on the Pb/Ge(111)Surface Using Frequency ModulationAtomic Force Microscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Ohiso, Y. Sugimoto, M. Abe, and S.Morita
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics Vol.46,No.8B ページ: 5582-5585
• [雑誌論文] Drift-compensated data acquisition performed at room temperature with frequency modulation atomic forcemicroscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Abe, Y. Sugimoto, T. Namikawa, K.Morita, N. Oyabu, and S. Morita
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 90 ページ: 203103
• [雑誌論文] Mechanism for Room-Temperature Single-Atom Lateral Manipulations on Semiconductors using Dynamic Force Microscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Sugimoto, P. Jelinek, P. Pou, M. Abe,S. Morita, R. Perez, and O. Custance
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 98 ページ: 106104
• [学会発表] 原子間力顕微鏡による多元素ナノ材料の元素マッピングとボトムアップ組立 (2009)
  • 著者名/発表者名: 阿部真之、澤田大輔、Yurtsever Ayhan、杉本宜昭、森田清三
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] AFMを用いた室温原子操作の統計的実験 (2009)
  • 著者名/発表者名: 杉本宜昭、三木浩太郎、阿部真之、森田清三
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] 室温環境下における相互作用力/トンネル電流の同時測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 澤田大輔、杉本宜昭、阿部真之、森田清三
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] 室温原子操作の原子移動確率の研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 杉本宜昭、三木浩太郎、阿部真之、森田清三
  • 学会等名: 金属学会
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] Ge(111)-c(2×8)表面におけるAFM/STM同時測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 澤田大輔、杉本宜昭、阿部真之、森田清三
  • 学会等名: 金属学会
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] AFM/STMによる周波数シフトとトンネル電流の同時測 (2009)
  • 著者名/発表者名: 澤田大輔、杉本宜昭、阿部真之、森田清三
  • 学会等名: 物理学会
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] Atomic force techniques fornano-engineering(TU-K9) (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Abe, Y. Sugimoto, and S. Morita
  • 学会等名: International Symposium on Physics of Quantum Technology
  • 年月日: 20080000
• [学会発表] Vertical and lateral force mapping on the Si(111)-(7x7) surface by dynamic force microscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Sugimoto, T. Namikawa, K. Miki, M.Abe, and S. Morita
  • 学会等名: The 11th International Conference on Non-contact Atomic Force Microscopy(NC-AFM)
  • 年月日: 20080000
• [学会発表] Imaging and Mapping for discriminating atom species using Non-contact Atomic Force Microscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Abe, Y. Sugimoto, K. Miki, T.Namikawa, and S. Morita
  • 学会等名: The 11th International Conference on Non-contact Atomic Force Microscopy(NC-AFM)
  • 年月日: 20080000
• [学会発表] フォースマッピングを用いたSi(111)-(7x7)上における探針に働く水平力の解析(4a-L5) (2008)
  • 著者名/発表者名: 杉本宜昭、並川峻、三木浩太郎、阿部真之、森田清三
  • 学会等名: 第69回応用物理学会学術講演会
  • 年月日: 20080000
• [学会発表] フォースマッピングによるFM-AFM凹凸像の考察(4a-L4) (2008)
  • 著者名/発表者名: 杉本宜昭、並川峻、三木浩太郎、阿部真之、森田清三
  • 学会等名: 第69回応用物理学会学術講演会
  • 年月日: 20080000
• [学会発表] 原子間力顕微鏡を用いた化学結合力マッピング(S3・24) (2008)
  • 著者名/発表者名: 杉本宜昭、阿部真之、並川峻、三木浩太郎、森田清三
  • 学会等名: 日本金属学会春期大会
  • 年月日: 20080000
• [学会発表] 原子間力顕微鏡の超高空間分解能イメージング(S3・23) (2008)
  • 著者名/発表者名: 阿部真之、杉本宜昭、澤田大輔、李仁淑、森田清三
  • 学会等名: 日本金属学会春期大会
  • 年月日: 20080000
• [学会発表] 2次共振モード原子間力顕微鏡によるForce spectroscopy(29a-Q-6) (2008)
  • 著者名/発表者名: 杉本宜昭、院南誠嗣、阿部真之、クスタンセオスカル、森田清三
  • 学会等名: 第55回応用物理学関係連合講演会
  • 年月日: 20080000
• [学会発表] P/Si(001)表面の高分解能NC-AFM観察(29a-Q-3) (2008)
  • 著者名/発表者名: 澤田大輔、並川峻、平垣倍弘、杉本宜昭、阿部真之、森田清三
  • 学会等名: 第55回応用物理学関係連合講演会
  • 年月日: 20080000
• [学会発表] 非接触原子間力顕微鏡を用いたSi(111)-(7x7)表面上のSiクラスタに関する研究(29a-Q-2) (2008)
  • 著者名/発表者名: 岩崎悟、平井明、杉本宜昭、阿部真之、森田清三
  • 学会等名: 第55回応用物理学関係連合講演会
  • 年月日: 20080000
• [学会発表] AFMによるP/Si(001)-(2x1)表面観察(24pPSA-22) (2008)
  • 著者名/発表者名: 澤田大輔、並川峻、平垣倍弘、杉本宜昭、阿部真之、森田清三
  • 学会等名: 日本物理学会第63回年次大会
  • 年月日: 20080000
• [学会発表] Drift-compensated data acquisition performed at room temperature with frequency modulation atomic force microscopy(NSP1-76) (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Abe, Y. Sugimoto, O. Custance, andS. Morita
  • 学会等名: 17th International Vacuum Conference
  • 発表場所: Stockholm, Sweden
  • 年月日: 20070702-06
• [学会発表] Room temperature atomic manipulations using dynamic force microscopy(S7-1) [invited talk] (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Sugimoto, M. Abe, O. Custance, S.Morita, P. Pou, P. Jelinek and R. Perez
  • 学会等名: The 15th InternationalColloquium on Scanning ProbeMicroscopy
  • 年月日: 20070000
• [学会発表] AFM observation of P/Si(001)-(2x1)surface(S4-23) (2007)
  • 著者名/発表者名: D. Sawada, T. Namikawa, M. Hiragaki,Y. Sugimoto, M. Abe, and S. Moritam
  • 学会等名: The 15th InternationalColloquium on Scanning Probe Microscopy
  • 年月日: 20070000
• [学会発表] NC-AFM investigation of the Si clusters on Si(111)-(7×7) surface(S4-22) (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Iwasaki, A. Hirai, Y. Sugimoto, M.Abe, and S. Morita
  • 学会等名: The 15th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy
  • 年月日: 20070000
• [学会発表] Atomic identification by dynamic force mapping(S4-21) (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Namikawa, K. Miki, Y. Sugimoto, O.Custance, M. Abe, and S. Morita
  • 学会等名: The 15th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy
  • 年月日: 20070000
• [学会発表] Atomic manipulation on the Sn deposited Si(111)-(7x7) surface using atomic force microscopy(S4-20) (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Miki, T. Namikawa, Y. Sugimoto, M.Abe, and S. Morita
  • 学会等名: The 15th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy
  • 年月日: 20070000
• [学会発表] Atom-by-Atom Chemical Identification and Following Atom Manipulation(B-14) (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Morita, Y. Sugimoto, O. Custance,M. Abe, P. Pou, P. Jelinek and R. Perez
  • 学会等名: 2nd International Workshop on "Materials Science and Nano-Engineering"
  • 年月日: 20070000
• [学会発表] Atomic force microscopy study of P/Si(001)-(2x1) surface(PB-07) (2007)
  • 著者名/発表者名: D. Sawada, T. Namikawa, M. Hiragaki,Y. Sugimoto, M. Abe, and S. Morita
  • 学会等名: 2nd International Workshop on "Materials Science and Nano-Engineering
  • 年月日: 20070000
• [学会発表] Atomic force microscopy using quarz tuning fork in air(PB-05) (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Murai, R. Omae, Y. Sugimoto, M. Abe,and S. Morita
  • 学会等名: 2nd International Workshop on "Materials Science and Nano-Engineering
  • 年月日: 20070000
• [学会発表] Potential mapping using non-contact atomic force microscopy(PB-04) (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Namikawa, K. Miki, Y. Sugimoto, O.Custance, M. Abe, and S. Morita
  • 学会等名: 2nd International Workshop on "Materials Science and Nano-Engineering
  • 年月日: 20070000
• [学会発表] Non-Contact AFM observation of the "Chemical Coordination Effect" of Pb/Si(111)-(√3×√3) Mosaic Phase(PB-03) (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Ohiso, M. Hiragaki, K. Mizuta, Y.Sugimoto, M. Abe, and S. Morita
  • 学会等名: 2nd International Workshop on "Materials Science and Nano-Engineering"
  • 年月日: 20070000
• [学会発表] Force spectroscopy using human interface(PB-02) (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Hiragaki, D. Sawada, Y. Sugimoto,M. Abe, and S. Morita
  • 学会等名: 2nd International Workshop on "Materials Science and Nano-Engineering"
  • 年月日: 20070000
• [学会発表] 高次共振モード原子間力顕微鏡によるフォーススペクトロスコピー(1D25) (2007)
  • 著者名/発表者名: 杉本宜昭、院南誠嗣、阿部真之、クスタンセ・オスカル、森田清三
  • 学会等名: 日本表面科学会第27回表面化学講演大会
  • 年月日: 20070000
• [学会発表] Atomic force microscopy using quartz tuning fork in air(P-1-17) (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Murai, R. Omae, Y. Sugimoto, M. Abe,and S. Morita
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Atomic Technologie
  • 年月日: 20070000
• [学会発表] Surrounding atoms effects on the Pb/Si(111)-(√3×√3) mosaic phase(P-1-14) (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Ohiso, M. Hiragaki, K. Mizuta, Y.Sugimoto, M. Abe, and S. Morita
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Atomic Technologie
  • 年月日: 20070000
• [学会発表] Potential mapping at room-temperature using dynamic force microscopy(P-1-13) (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Namikawa, Y. Sugimoto, O. Custance,M. Abe, and S. Morita
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Atomic Technologie
  • 年月日: 20070000
• [学会発表] Room temperature lateral atom manipulations on semiconductors using dynamic force microscopy(P-1-7) (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Sugimoto, M. Abe, O. Custance, S.Morita, P. Jelinek, P. Pou, and R.Perez
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Atomic Technologie
  • 年月日: 20070000
• [学会発表] Atomic force microscopy using quartz tuning fork in air(P-16) (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Murai, R. Omae, Y. Sugimoto, M. Abe,and S. Morita
  • 学会等名: Handai Nanoscience and Nanotechnology International Symposium
  • 年月日: 20070000
• [学会発表] Non-contact atomic force microscopy investigation of the Pb/Si(111)-(√3×√3) mosaic phase(P-11) (2007)
  • 著者名/発表者名: A.Ohiso, M. Hiragaki, K. Mizuta, Y.Sugimoto, M. Abe, and S. Morita
  • 学会等名: Handai Nanoscience and Nanotechnology International Symposium
  • 年月日: 20070000
• [学会発表] Tip-surface interaction potential mapping at room-temperature using non-contact atomic force microscopy(P-8) (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Namikawa, Y. Sugimoto, K. Morita,O. Custance, M. Abe, and S. Morita
  • 学会等名: Handai Nanoscience and Nanotechnology International Symposium
  • 年月日: 20070000
• [学会発表] Mechanism for room-temperature single-atom lateral manipulations on semiconductors using dynamic force microscopy(P-7) (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Sugimoto, M. Abe, O. Custance, S.Morita, P. Jelinek, P. Pou, and R.Perez
  • 学会等名: Handai Nanoscience and Nanotechnology International Symposium
  • 年月日: 20070000
• [学会発表] Drift-compensated data acquisition performed at room temperature with frequency modulation atomic force microscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Morita, M. Abe, Y. Sugimoto, O.Custance
  • 学会等名: 17th International Vacuum Conference
  • 年月日: 20070000
• [図書] Precise Force Measurement (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Abe
  • 出版者: Chap. 2 in "Noncontact Atomic Force Microscopy vol.2"2009年(出版予定)(Springer)
• [産業財産権] 「Probe position control system and method」 (2007)
  • 発明者名: Masayuki Abe, Masahiro Ohta, Yoshiaki Sugimoto, Kenichi Morita, Noriaki Oyabu,Morita Seizo
  • 権利者名: SHIMADZU CORPORATION and OSAKA UNIVERSITY
  • 産業財産権番号: 11/802624
  • 出願年月日: 2007-05-24