| 研究課題/領域番号 |
25630168
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
村上 勝久 筑波大学, 数理物質系, 助教 (20403123)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 導電性プローブ顕微鏡 / AFM |
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| 研究実績の概要 |
導電性プローブ顕微鏡システムを用いたナノスケールでの電圧電流特性測定で問題となる変位電流発生の要因となるシステムの寄生容量の主要因を明らかにした。その結果、導電性プローブだけでなく、導電性プローブを保持するプローブホルダやプローブと高感度電流アンプを接続するケーブルの容量も超高感度微小電流測定において無視できないことが分かった。計測試料にプローブホルダや接続ケーブルからの寄生容量の影響を抑制するシールド構造を作成することによって、変位電流を完全に抑制することに成功し、現在使用している電流アンプの下限である数fAレベルでのナノスケール電圧電流計測に成功した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
導電性プローブ顕微鏡システムを用いたナノスケールの電圧電流測定において問題となる変位電流の発生要因となるプローブ顕微鏡システムの寄生容量の起源を明らかにした。その結果を元に、変位電流抑制のためのシールド構造を計測試料に作成することで、変位電流を完全に抑制することに成功し、現在使用している微小電流アンプの下限である数fAレベルでのナノスケール電圧電流計測に成功した。
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| 今後の研究の推進方策 |
前年度で計測試料側に作成したシールド構造を、導電性プローブ顕微鏡側に作成することで、任意の試料で超高感度微小電流計測が可能な導電性プローブ顕微鏡システムの構築を目指す。また、現在使用している微小電流アンプを更に高感度な外部アンプに変更することで、最終目標であるサブフェムトアンペアレベルでのナノスケール電圧電流計測システムの実現を目指す。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
前年度の結果から、同軸構造の導電性プローブの適用による変位電流の抑制効果が予測していたより少ないことが分かり、今年度はプローブ顕微鏡システムの寄生容量発生の主要因の調査を中心に研究を実施した。そのため、同軸構造プローブ作成にかかる費用（ベースとなるAFMプローブ及び微細加工のための装置利用料）が当初予定していたよりも少なくなった。
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| 次年度使用額の使用計画 |
本年度の結果から、当初予定していた同軸構造の導電性プローブだけでは変位電流を完全に抑制することが難しく、プローブホルダや電流アンプとの接続ケーブルにもシールド構造を作成する必要があることが分かった。そのため前年度の未使用分は、これらプローブホルダや接続ケーブルのシールド構造作成のために使用する予定である。
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