エネルギーフィルター電界放射顕微鏡による表面吸着電子状態解析の試み

尝试使用能量过滤场发射显微镜分析表面吸附电子态

基本信息

批准号：
11875009
负责人：
富取正彦
金额：
$ 1.28万
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 Exploratory Research
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、阻止型エネルギーフィルターを利用することによって、針状試料先端から電界放射される電子の放射パターンをエネルギー選択しながら拡大投映できる電界放射顕微鏡(FEM)-エネルギーフィルターFEM(EF-FEM)-を構築することである.電界放出電子のエネルギーを分解能よくフィルター制限してFEM像を観察することができれば、針先端の吸着原子・分子から共鳴・非弾性トンネル過程で電界放出されるエネルギー的に特徴をもった電子放射パターンを選択的に観察できる.今年度は、エネルギーフィルター投映用に用いる汎用LEED/Auger分析器を稼働させ、また、試料ステージを完成させ、電界放射パターンを観察した.そのとき、LEED/Auger装置の放電が起こり、実験を遂行する上での耐電圧に問題があることが判明した.そこで、電源の改造に着手したが、現在も改良・テスト中である.一方、電界放射を利用した拡大投影法で、銅のメッシュに載せたプラスミドDNAの観察をおこなった.倍率10000倍程度の分解能をもつ像を観察することができた.銅のメッシュを構成する細線に絡みついている粒子状の物体と、1μm以下の突起を明瞭に捉えた.この手法では、電界放射針に試料である銅メッシュを近づけて、電子の影絵を観察する.従って、倍率は、針の曲率、針と試料の距離で決まる.このようにして散乱された電子のエネルギーを分析して、非弾性散乱エネルギー像を捉えれば、本研究手法が有効に生かされることになる.また、原子間力顕微鏡(AFM)用Si探針の先端に銅メッシュを近づけて、上記と同様に透過FEM投影像を観察し、その先端の形状、電子状態を評価した.複雑な構造をもつAFM探針を評価する上で有効であることを示した.

这项研究的目的是使用场发射显微镜（FEM），如果可能的话，可以通过使用阻挡能量滤波器来放大和投影电场中从针状样品尖端发射的电子的辐射图案。通过用具有良好分辨率的滤波器限制场发射电子的能量来观察FEM图像，可以从针尖处的吸附原子和分子获得共振和非弹性。可以选择性地观察隧道过程中在场中发射的具有能量特征的电子发射图案。今年，我们将操作用于能量过滤器投影的通用 LEED/Auger 分析仪，并且在完成测试后，我们观察到当时，LEED/Auger设备发生了放电，很明显进行实验的耐压存在问题，因此我们开始修改电源。不过，目前正在改进和测试中。同时，我们使用场辐射的放大投影方法观察了放置在铜网上的质粒DNA。完成了以大约10,000倍放大的分辨率观察图像。清晰地捕捉到与构成铜网的细线缠绕在一起的颗粒状物体以及小于1μm的突起。在该方法中，将铜网样品靠近场致发射针和电子的轮廓因此，观察到放大倍数。由针的曲率和针与样品之间的距离决定。如果以这种方式分析散射电子的能量并捕获非弹性散射能量图像，则可以有效地利用这种研究方法，原子力。显微镜（将铜网靠近AFM用Si探针的前端，与上述同样地观察透射FEM投影图像，评价前端的形状和电子状态，结果显示是有效的。。