自己組織化半導体ヘテロクラスターを利用した超高原子分解能・非接触原子間力顕微鏡の探針の創製と評価

使用自组装半导体异质团簇创建和评估超高原子分辨率非接触原子力显微镜尖端

基本信息

批准号：
04F04814
负责人：
富取正彦
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Japan Advanced Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、非接触原子間力顕微鏡(nc-AFM)の性能を向上させて超高原子分解能を達成するために、カンチレバー端のSi針先端にGeナノ半導体クラスターを自己組織的にヘテロ成長させ、歪みによって誘起される特異ファセット面の展開を利用して原子スケールで鋭利な探針(ナノプローブ)を創製することを目的とした.本年度は、走査型オージェ電子分光顕微鏡(SAM)に取り付けた試料準備真空室(10^<-10>Torr台)にGeの蒸着源を取つけ、加熱清浄化したSi探針先端にGeを蒸着できるようにした.試料準備室にターボ分子ポンプ、チタンゲッターポンプを増設することによって到達真空度の向上も図った.予備実験として、Siウェハーから切り出した一辺約0.5mmの角柱の先端を化学研磨によって先鋭化するとともに、そのSi角柱にタングステン線をコイル状に巻き付けて超高真空中で加熱し、清浄になっていく過程・ファセットしていく様子をSAMで観察した.また、超高分解能走査型電子顕微鏡での観察も行い、その先端部を評価した.また、Si先端を先鋭化させるために反応性イオン研磨(RIE、本学設備)を試み、先鋭化に良好な結果を得た.現在、その先端にGeを蒸着してクラスター成長させる実験を開始している.次年度は、この先端の構造・電子状態を、走査型トンネル顕微鏡(STM)、原子間力顕微鏡(AFM)、走査型オージェ電子顕微鏡(SAM)、超高分解能走査型電子顕微鏡(SEM)、透過型電子顕微鏡(TEM)、電界放射顕微鏡(FEM)、電界イオン顕微鏡(FIM)等の手法で解析する予定である.

在这项研究中，为了提高非接触式原子力显微镜（NC-AFM）的性能并实现超高原子分辨率，ge纳米式轴向导体簇在悬臂末端的Si针尖上是自组织的，并使用良好的构造（nanoprebe）在Antomic spec中进行了良好的曲线。今年，将GE的沉积源安装在样品制备真空室（10^<-10> Torr Taber）中，该室附着在扫描螺旋钻电子光谱显微镜（SAM）上，以使GE沉积在加热和纯化的Si探测尖端上。通过在样品制备室中添加涡轮分子泵和钛getter泵，还可以提高真空水平。作为一个初步实验，从Si晶片切割的每一侧约0.5毫米的正方形棱镜的尖端是化学抛光的。随着Si Square Prism的锐化，围绕Si Square Prism包裹的Tungsten电线的过程并在超高的真空中加热，并清理了面部的过程。该观察结果还使用超高分辨率扫描电子显微镜进行了评估。此外，试图尝试锐化Si尖端的反应性离子抛光（RIE，大学的设备），并获得了良好的结果以进行锐化。目前，我们正在开始实验，其中GE沉积在边缘以生长簇。 Next year, we plan to analyze the structure and electronic state of this tip using methods such as scanning tunneling microscopes (STM), atomic force microscopes (AFM), scanning Auger electron microscopes (SAM), ultra-high resolution scanning electron microscopes (SEM), transmission electron microscopes (TEM), field emission microscopes (FEM), and field ion microscopes （FIM）。