1996 Fiscal Year Annual Research Report
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08650062
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
伊藤 寿浩 東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (80262111)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
細田 直江 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (50280954)
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| Keywords | 走査型力顕微鏡 / 微小力センサー / 圧電薄膜 / PZT / マルチプローブ |
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| Research Abstract |
本研究では、試料表面上の多点を同時に計測・加工が可能なマルチプローブタイプの走査型力顕微鏡(SFM)を実現するため、新たにマルチプローブ微小力センサーの開発を行った。
具体的には、マルチプローブSFMシステムを実現する圧電微小力センサーアレイの設計および製作プロセスの開発を行うとともに、製作したセンサーアレイの特性の検証を行った。そして、2個所の同時測定が可能なマルチSFMシステムを実現した。
○圧電薄膜マルチプローブ微小力センサーの設計・製作および評価
マルチプローブ顕微鏡システムでは、各々のプローブ探針・試料間距離が独立に制御する必要があり、各々のプローブが従来のシステムの圧電スキャナの_z駆動性能を有する必要がある。そのため、本研究では、圧電ひずみ定数の高いチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)薄膜を採用した。PZT薄膜の成膜には組成の制御が容易なゾル-ゲル法を用いることにより、長さ150μm,幅50μm,厚み3.5μmのPZT圧電薄膜微小力センサーが100μm間隔で10本並んだマルチプローブデバイスを製作することができた。センサーの変位変換効率(電流感度)は1.0〜2.0A/mであり、駆動効率は100〜200nm/Vであり、若干の性能のばらつきはあるものの、いずれもSFMを構成するのに十分な特性を有していた。
○マルチプローブ走査型力顕微鏡(SFM)の開発
さらに試作したマルチプローブ微小力センサーを利用して、2つのセンサーが同時にダイナミックモードで動作するマルチプローブSFMを開発した。特に2つのセンサーの変位を探針・試料間距離が一定となるように独立にフィードバック制御するシステムを構築し、2点での40μm角範囲の同時測定を実現した。
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[Publications] Toshihiro ITOH,Ryutaro Azumi and Tadatomo Suga: "Piezoelectric Microcentilever Array for Multiprobe Scanning Force Microscopy" IEICE TRANS.ELECTRON.E80-C・2(印刷中). (1997)
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[Publications] T.ITOH,C.LEE,J.CHU,T.SUGA: "Piezoelectric force Sensing Pb(Zr,Ti)O_3 Microcantilever Array for Multiprobe Scanning Force Microscopy" 1996 MRS Fall Meeting Proceedings (Matenials in Microsystems). (印刷中). (1997)
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[Publications] I.Itoh,C.Lee,J.Chu and T.Suga: "Indeperdent Parallel Scanning Force Microscopy Using Pb(Zr,Ti)O_3 Microcantilever Array" Proceedings IEEE Micro Electro Mechanical Systems′97^*. 78-83 (1997)
