マルチプローブ微小力センサーの開発

多探头微力传感器的研制

基本信息

批准号：
08650062
负责人：
伊藤寿浩
金额：
$ 1.41万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08650062/
关键词：
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

项目摘要

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。

在这项研究中，已经开发了可以同时测量和处理样品表面上的多点的多探针 - 型力显微镜（SFM），以开发多探针微功率传感器。具体而言，我们设计并开发了一个具有压电的传感器光线，该光线实现了多探针SFM系统，并检查了生成的传感器阵列的特性。然后，可以实现一个可以同时测量两个位置的多SFM系统。 ○压力薄膜多探针多探针设计，生产和评估多探针显微镜系统需要独立控制探针和样品之间的距离，每个探针都是常规的piletelet扫描仪。。因此，在这项研究中，这项研究采用了薄膜（PZT）薄膜。通过使用易于控制的PZT薄膜的溶胶对照，一种多探针设备，其中10 pzt堆积的薄膜微型传感器长度为150μm，宽度为50μm，厚度为3.5μm在100μm处排列。传感器的位移转换效率（当前灵敏度）为1.0-2.0a/m，驱动效率为100-200 nm/v，尽管性能有一些变化，但所有特性都足以配置SFM有。 ○多探针扫描类型力显微镜（SFM）的开发是一种原型的多探针微电源传感器，已开发出一个多探针SFM，其中两个传感器在同一时间以动态模式运行。特别是，建立了一个独立控制两个传感器位移和样品之间距离的系统，并同时测量了40μm平方范围的两个点。