元素分析AFM装置XANAMの開発

2010 年度 自己評価報告書

• 研究課題/領域番号: 20686004
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 名古屋大学 (2009-2011); 北海道大学 (2008)
• 研究代表者: 鈴木 秀士 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (30322853)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• キーワード: 非接触原子間力顕微鏡 / 放射光X線 / 元素分析 / 内殻電子励起

研究概要

我々は絶緑体試料にも適用可能な原子レベル表面観察手法である非接触原子間力顕微鏡(NC-AFM)と放射光X線の組み合わせによる、元素選択性を有する走査プローブ顕微鏡、X 線支援原子間力顕微鏡法(XANAM : X-ray Aided Noncontact Atomic ForceMicroscopy)の開発を行ってきた。我々はこれまでに(若手研究B(No.16750057),平成16-17年度等)、結合性あるいは反結合性軌道にX線で内殻の電子をたたき上げることで、NC-AFM探針と試料表面間の原子間力をコントロールしようとすると、試料のX線吸収端エネルギーでのみ、NC-AFM 探針と試料間で原子間力の変化が生じる事を見出した。XANAMはこの現象を利用して、探針直下の元素種を識別し、2次元に元素マッピングを実現する手法である。
一方で現有装置は原理実証を目的とした安価な装置である。そこで本研究では、試料調製機構、およびAFMプローブを改良して力場相互作用検出を高精度・高感度化し、空間分解能を向上させることを目的として実験を進めてきた。以上の改良により、表面の原子レベル化学マッピングが可能なXANAM法を確立することで、局所元素分析観察からナノデバイスへの応用展開が期待している。

研究成果

• [雑誌論文] Fabrication of Transition Metal Oxide Nanoparticles Highly Dispersed in Ionic Liquids by Sputter Deposition (2010)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T., Suzuki, S., Tomita, Y., Okazaki, K., Shibayama, T., Kuwabata, S., Torimoto, T.
  • 雑誌名: Chem Lett 39 ページ: 1072-1074
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanosize-Controlled Syntheses of Indium Metal Particles and Hollow Indium Oxide Particles via the Sputter Deposition Technique in Ionic Liquids (2010)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T., Okazaki, K., Suzuki, S., Shibayama, T., Kuwabata, S., Torimoto, T.
  • 雑誌名: Chem Mater 22 ページ: 5209-5215
  • 査読あり
• [雑誌論文] What is the Interaction between Atomically Dispersed Ni and Oxide Surfaces (2009)
  • 著者名/発表者名: Koike, Y., Chun, W.J., Ijima, K., Suzuki, S., Asakura, K.
  • 雑誌名: Mater Trans 50 ページ: 509-515
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adsorption structure of aceticanhydride on a TiO2(110) surfaceobserved by scanning tunnelingmicroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita, K., Suzuki, S., Chun, W.J., Takakusagi, S., Asakura, K.
  • 雑誌名: Surf Sci 603 ページ: 552-557
  • 査読あり
• [学会発表] Immobilization of Au Nanoparticles Synthesized by Sputter-deposition in Ionic Liquids, on TiO2(110) (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Suzuki, Y.Ohta, K.Okazaki, S.Kuwabata, T.Torimoto
  • 学会等名: 218th the Electrochemical Society meeting
  • 発表場所: Las Vegas, USA
  • 年月日: 2010-10-11
• [学会発表] Nano-Chemical Analysis on metal/oxide surfaces by means of XANAM (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Suzuki, Y.Nakagawa, K.Kinoshita, K.Fujikawa, W.-J.Chun, M.Nomura, K.Asakura
  • 学会等名: 7th International Workshop on Oxide Surfaces (IWOX-VII)
  • 発表場所: Echigo-Yuzawa, Japan
  • 年月日: 2010-01-14
• [学会発表] Bias Effect on the XANAM Measurement (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Suzuki, Y.Nakagawa, K.Kinoshita, K.Fujikawa, W.-J.Chun, M.Nomura, K.Asakura
  • 学会等名: 16th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM16)
  • 発表場所: Atagawa, Japan
  • 年月日: 2009-12-13
• [学会発表] 走査プローブを活用した触媒表面科学 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鈴木秀士
  • 学会等名: 第29 回表面科学学術講演会 触媒表面科学部会セッションタワーホール船堀
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-10-29
• [産業財産権] 量子線支援原子間力顕微法および量子線支援原子間力顕微鏡 (2010)
  • 発明者名: 鈴木秀士・田旺帝・朝倉清高・野村昌治
  • 権利者名: 独立行政法人科学技術振興機構
  • 産業財産権番号: 特許,特許第4596813号
  • 出願年月日: 2010-10-01