バイオオプティクス形状計測のための静電気力遠接場ナノスコープに関する研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24656093
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生産工学・加工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 高 偉 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70270816)
• 研究分担者: 清水 裕樹 東北大学, 大学院工学研究科, 准教授 (70606384)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 計測 / 静電気力 / プローブ顕微鏡 / 金型 / バイオオプティクス / 非接触 / 絶対距離 / マイクロ

研究概要

電荷を蓄えられるプローブ探針を用いて，大気中の水分が試料表面に凝着することで生成されるナノスケール厚さの水膜などから発生する静電気力遠接場を高速・高感度に可視化することで探針・試料表面間の絶対距離を自律的に計測する手法を提案し，高アスペクト比で複雑な構造を持つマイクロバイオオプティクス用金型などの微細形状を表面の電気的特性に影響されずに安定して非接触に高精度計測可能な静電気力遠接場走査プローブ顕微鏡を開発した．

研究成果

• [雑誌論文] Drift reduction in a scanning electrostatic force microscope for surface profile measurement (2014)
  • 著者名/発表者名: Zhigang Jia, So Ito, Shigeaki Goto, Keiichiro Hosobuchi, Yuki Shimizu, Wei Gao
  • 雑誌名: Measurement Science and Technology 巻: (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Electrostatic Force Probe for Surface Profile Measurement in Noncontact Condition (2013)
  • 著者名/発表者名: So Ito, Zhigang Jia, Shigeaki Goto, Keiichiro Hosobuchi, Yuki Shimizu, Gaofa He, Wei Gao
  • 雑誌名: International Journal of Automation Technology 巻: Vol. 7 ページ: 714-719
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of Electrostatic Force for Scanning Electrostatic Force Microscopy of Micro-structured Surface (2013)
  • 著者名/発表者名: Zhigang Jia, So Ito, Keiichiro Hosobuchi, Shigeaki Goto, Yuki Shimizu, Gaofa He, Wei Gao
  • 雑誌名: International Journal of Precision Engineering and Manufacturing 巻: Vol. 14 ページ: 1543-1549
  • DOI: 10.1007/s12541-013-0208-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] A noncontact scanning electrostatic force microscope for surface profile measurement (2012)
  • 著者名/発表者名: Wei Gao, Shigeaki Goto, Keiichiro Hosobuchi, So Ito, Yuki Shimizu
  • 雑誌名: CIRP Annals–Manufacturing Technology 巻: Vol. 61 ページ: 471-474
  • DOI: 10.1117/12.2014460
  • URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.cirp.2012.03.097
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modeling and Analysis of a Scanning Electrostatic Force Microscope for Surface Profile Measurement (2012)
  • 著者名/発表者名: Zhigang Jia, Shigeaki Goto, Keiichiro Hosobuchi, So Ito, Yuki Shimizu, Wei Gao
  • 雑誌名: Proceedings of SPIE 巻: 2012, Vol. 8759 ページ: 875914-875918
  • 査読あり
• [学会発表] 微細形状測定のための非接触静電気力顕微鏡に関する研究―形状測定の拘束・高精度化のための走査方式の検討― (2014)
  • 著者名/発表者名: 細渕啓一郎,賈志剛,伊東聡,清水裕樹,高偉
  • 学会等名: 精密工学会2014年度春季大会学術講演会
  • 発表場所: 東京大学(東京)
  • 年月日: 20140318-20
• [学会発表] 形状測定用静電気力顕微鏡の周波数ドリフトの補正に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 賈志剛,細渕啓一郎,伊東聡,清水裕樹,高偉
  • 学会等名: 日本機械学会東北支部第49期総会・講演会
  • 発表場所: 東北大学(仙台)
  • 年月日: 2014-03-14
• [学会発表] Surface Profile Measurement of Micro-optics by using a Scanning Electrostatic Force Microscope (2013)
  • 著者名/発表者名: So Ito, Zhigang Jia, Shigeaki Goto, Gaofa He, Keiichiro Hosobuchi, Yuki Shimizu, Wei Gao
  • 学会等名: 5th International Conference of Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology (ASPEN2013)
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 20131112-15
• [学会発表] Measurement of contact potential difference and material distribution by using an SEFM (2013)
  • 著者名/発表者名: Keiichiro Hosobuchi, Zhigang Jia, So Ito, Yuki Shimizu, Wei Gao
  • 学会等名: The 7th International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century (LEM21)
  • 発表場所: Matsushima, Japan
  • 年月日: 20131107-08
• [学会発表] Experiment of Polarization Forces in Scanning Electrostatic Force Microscopy for Measuring Surface Profile of Dielectric (2013)
  • 著者名/発表者名: Gaofa He, Zhigang Jia, So Ito, Yuki Shimizu, Wei Gao
  • 学会等名: The 7th International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century (LEM21)
  • 発表場所: Matsushima, Japan
  • 年月日: 20131107-08
• [学会発表] Precision Positioning of a Long-stroke Scanning Electrostatic Force Probe for Profile Measurement of Large Amplitude Micro-structured Surface (2013)
  • 著者名/発表者名: Zhigang Jia, Gaofa He, Shigeaki Goto, Keiichiro Hosobuchi, So Ito, Yuki Shimizu, Wei Gao
  • 学会等名: The 7th International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century (LEM21)
  • 発表場所: Matsushima, Japan
  • 年月日: 20131107-08
• [学会発表] Analysis of the forces in electrostatic force microscopy for profile measurement of micro-structured surface of dielectric (2013)
  • 著者名/発表者名: Gaofa He, Zhigang Jia, So Ito, Yuki Shimizu, Wei Gao
  • 学会等名: 6th International Symposium of Precision Mechanical Measurement (ISPMM2013)
  • 発表場所: Guizhou, China
  • 年月日: 20130808-12
• [学会発表] Surface profile measurement of large amplitude micro-optics by using a scanning electrostatic force microscope (2013)
  • 著者名/発表者名: Zhigang Jia, Keiichiro Hosobuchi, So Ito, Yuki Shimizu, Wei Gao
  • 学会等名: 精密工学会東北支部講演会
  • 発表場所: たざわこ芸術村(秋田)
  • 年月日: 2013-12-07
• [学会発表] Surface form measurement of micro-optics (2013)
  • 著者名/発表者名: Wei Gao
  • 学会等名: International Conference on Optics in Precision Engineering and Nanotechnology
  • 発表場所: Singapore EXPO, Singapore
  • 年月日: 2013-04-09
• [学会発表] 三次元微細形状測定のための静電気力顕微鏡に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 細渕啓一郎,賈志剛,伊東聡,清水裕樹,何高法,高偉
  • 学会等名: 日本機械学会東北支部第48期総会・講演会
  • 発表場所: 東北大学(仙台)
  • 年月日: 2013-03-15
• [学会発表] A scanning electrostatic force microscope for surface profile measurement (2012)
  • 著者名/発表者名: Zhigang Jia, Shigeaki Goto, Keiichiro Hosobuchi, So Ito, Yuki Shimizu, Wei Gao
  • 学会等名: 2012年度精密工学会東北支部学術講演会
  • 発表場所: 山形大学(山形)
  • 年月日: 2012-12-01
• [学会発表] Measurement of micro-structures (2012)
  • 著者名/発表者名: Wei Gao
  • 学会等名: 2012 Taiwan AOI Forum
  • 発表場所: Hsinchu, Taiwan
  • 年月日: 2012-11-01
• [備考]
  • URL: http://www.nano.mech.tohoku.ac.jp/