走査型ナノピペットプローブ顕微鏡を用いたアトリットル堆積量制御法の開発

使用扫描纳米移液器探针显微镜开发阿托升沉积控制方法

基本信息

批准号：
11J10578
负责人：
伊東聡
金额：
$ 0.45万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、ナノピペット(先端に100nm程度の開口を有する毛細管)を用いて液中環境下における基板表面上への物質のナノスケール堆積加工法の開発に取り組んだ。液中環境下における微小量物質の堆積や滴下は、工業的分野のみならず、生物学的分野においても重要な技術であり、その発展が望まれている。従来、液中環境における基板表面上への物質の堆積加工は、液中での物質の拡散により、堆積加工の範囲はマイクロメートルスケール以下に微細化することが困難であった。そこで本研究では、ナノピペットをプローブとして用いる液中環境下で動作可能な走査型プローブ顕微鏡(Scanning Probe Microscope: SPM)を開発し、開発したナノピペットプローブSPMを用いて液中環境下での堆積加工を試みた。本研究のSPMは周波数変調原子間力顕微鏡(Frequency modulation Atomic Force Microscope: FM-AFM)の機構を採用し、ナノピペットプローブの振動検出には音叉型水晶振動子(Tuning Fork Quartz Crystal Resonator: TF-QCR)を応用したセンサを開発した。TF-QCRを用いることにより、小型でシンプルな構成でありながら、液中環境下においても高感度でプローブと試料表面との接触を検出することを可能とした。FM-AFMの機構を用いて、プローブ先端と基板表面間距離を制御し物質を堆積することによって、液中環境下においても物質を拡散無くナノスケールで堆積することを可能にした。さらに液中環境下において物質の堆積加工を行うことによって加工が安定して行われ、堆積量の安定化を実現した。これらの研究成果は論文投稿され、2編が学術論文として掲載および掲載決定されている。また、これらの研究成果は国際会議において1件、国内会議において2件、学会発表が行われた。

在这项研究中，我们使用纳米夹（毛细管，在尖端开口约100 nm）中开发了一种在液体环境中在液体环境中纳米级沉积的方法。液体环境中少量物质的沉积和下降不仅在工业领域，而且在生物学领域也是重要的技术，并且需要其发育。通常，由于材料在液体中的扩散，因此很难将材料沉积在液体环境中的底物表面上，以使沉积加工范围低于微米尺度。因此，在这项研究中，我们开发了一种扫描探针显微镜（SPM），该探针显微镜（SPM）可以在液体环境中使用纳米夹子作为探针进行操作，并尝试使用开发的纳米型探针SPM在液体环境中进行沉积处理。这项研究中的SPM采用频率调制原子力显微镜（FM-AFM）的机制，并开发了一种使用调谐叉石英晶体谐振器（TF-QCR）来检测纳米底皮探针的振动的传感器。通过使用TF-QCR，即使在液体环境中，即使在液体环境中，也有可能在探针和样品表面之间具有高灵敏度之间的接触。通过使用FM-AFM机制，控制探针尖端和底物表面之间的距离并沉积材料，从而使材料也可以沉积在纳米级，即使在液体环境中也可以扩散。此外，通过在液体环境中对材料进行沉积处理，可以稳定地进行处理，从而稳定沉积量。这些研究发现已提交，并已发表了两篇文章，并决定作为学术论文发表。此外，这些研究结果之一是在国际会议上提出的，在国内会议上进行了学术演讲。