2005 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロ波原子間力顕微鏡の開発及びナノ領域における電気的特性の定量評価
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17206011
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
巨 陽 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60312609)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村岡 幹夫 秋田大学, 工学資源学部, 助教授 (50190872)
笹川 和彦 弘前大学, 理工学部, 助教授 (50250676)
坂 真澄 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20158918)
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| Keywords | マイクロ波 / 原子間力顕微鏡 / AFMプローブ / ナノ領域 / 電気特性 / 導電率 / 近接場計測 / 表面計測 |
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| Research Abstract |
本研究はナノテクノロジー発展の要求に応え、次世代材料・デバイスの開発・評価に不可欠な手段としてナノメートルレベルの微小領域における電気的特性を定量評価するマイクロ波原子間力顕微技術の開発を目的とする。本研究では、材料・デバイスの微小領域における電気的特性の定量評価を可能にする独自の発想に基づき、マイクロ波顕微技術と原子間力顕微技術を融合する全く新しいシステムの確立を図る。原子間力顕微鏡(AFM)の既存機能である表面形状計測と同時に、新たに材料表面の電気的特性分布を検出・画像化できるマイクロ波原子間力顕微技術を開発する。
本年度は以下の実績を得た。
1.マイクロ波導波AFMプローブの設計
マイクロ波の伝送特性と、AFMプローブの形状、寸法等各要素を考慮し、電磁波の伝送解析に基づき、マイクロ波を効率よく伝送できる導波線路を設計した。さらに導波線路の材質、形状、寸法、使用周波数等に基づき、マイクロ波の伝送・検出ができるマイクロ波導波AFMプローブの最適な構造を決定した。
2.ガリウム砒素AFMカンチレバーの作製
マイクロ波導波路の基板として導波損失の少ないガリウム砒素を用い、微細加工プロセスにより、マイクロ波導波プローブの基本になるAFMのカンチレバーを作製した。
3.マイクロ波導波AFMプローブの完成
スパッタリングによりガリウム砒素カンチレバーの上下表面に金属膜を蒸着させ、マイクロストリップライン構造の導波路を形成した。さらに集束イオンビーム加工技術を用いて、カンチレバー探針部の導波路を完成させ、マイクロ波の伝送ができるAFMのカンチレバー、すなわちマイクロ波導波AFMプローブを作製した。
4.マイクロ波導波AFMプローブの評価
原子間力顕微鏡を用いて、開発したマイクロ波AFMプローブの表面形状計測機能を調査し、プローブのバネ定数や検出分解能等について評価した。
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