結晶格子を用いた実時間2次元ナノベクトルエンコーダの開発とアトムクラフトへの展開

利用晶格的实时二维纳米矢量编码器的开发及其在Atomcraft中的应用

基本信息

批准号：
09750137
负责人：
明田川正人
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Nagaoka University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

無応力状態の結晶格子表面の格子間隔は約0.2nmで安定しており,これは普遍的な長さ基準になりうる.また,走査型トンネル顕微鏡(STM)は,大気中で原子像を捉えることのできる顕微鏡である.そこで,結晶格子間隔をスケールとし,STMを検出器として組み合わせれば,サブnmオーダ分解能の2次元変位計が製作可能であ.本研究では,実時間でサブナノメートル分解能の2次元変位・長さを検出し,かつXYステージを制御するシステムを実時間2次元ベクトル変位エンコーダと定義しこの開発を目的とする.本年度は以下の成果を得た.(1) STM探針の原子配列に沿った往復運動制御STM探針に高速ディザー変調を加えて,変調信号とトンネル電流をロックイン同期検波をすることで結晶格子像のXY軸方向の傾斜信号を得,それを基にSTM探針を特定の原子配列に沿ってトラッキングしながら動かす実験を行った.広範囲で原子分解能を保持する精密XYステージ駆動法を開発し,特定の原子配列に沿って最大100nmの往復運動させることに成功した.(2) 2次元位置決め実験(1) の方法を拡張し,およそ5nmの範囲で,STM探針をいろいろな原子配列に沿って動かし,2次元的な位置決め実験を行った.以上より,実時間2次元ベクトル変位エンコーダの開発可能性を確認した.

无应力状态下晶格表面的晶格间距稳定在0.2 nm左右，这可以作为扫描隧道显微镜（STM）捕获大气中原子图像的通用长度标准。我们使用晶格间距作为尺度，并将其与 STM 结合作为探测器。例如，可以制造亚纳米分辨率的二维位移计。在本研究中，我们将开发一种实时二维位移计，以亚纳米分辨率检测二维位移和长度。实时控制XY平台，我们将其定义为矢量位移编码器，并致力于开发它。今年，我们获得了以下成果。(1)控制沿STM探针原子排列的往复运动通过对STM探针进行高速抖动调制，并对调制信号和隧道电流进行锁定同步检测，得到晶格图像在XY轴上的倾斜信号以此为基础，指定STM探针。我们进行了一项实验，其中平台在跟踪特定原子排列的同时移动。我们开发了一种精密 XY 平台驱动方法，可以在大范围内保持原子分辨率，并成功地沿着特定原子排列进行高达 100 nm 的往复运动(2)我们扩展了2D定位实验（1）的方法，通过在大约5 nm的范围内沿着各种原子排列移动STM探针来进行2D定位实验，我们证实了开发位移编码器的可能性。