ナノスケール探針のシャドー効果による光・電子照射測定の空間分解能向上の試み

尝试利用纳米级探针的阴影效应提高光学和电子辐照测量的空间分辨率

基本信息

批准号：
09875009
负责人：
富取正彦
金额：
$ 1.22万
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：
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

本研究の目的は、走査型プローブ顕微鏡(Scanning Probe Microscope:SPM)の機構を用いて、光や電子線照射領域を絞り込む単純で新しい方法の可能性を調べることである.検討した手法は、広領域に光または電子が照射された試料表面に原子スケールで鋭いSPM探針を接近させ、そこに作られる光や電子線の影(シャドー)を利用する方法である.探針が光・電子照射されている試料に接近すると、回折効果を無視すれば、光・電子照射領域には影ができ、影の部分は光や電子線が照射されなくなる.その信号変化を利用して、ナノスケールの構造解析をめざした.本年度は、この手法の応用の一例として、高電界を探針に印加したときにその先端から放射される電子を銅のグリッドに照射し、その電子がグリッドで散乱されるときにできる影(シャドー)を、グリッド後方に設置した蛍光スクリーンに拡大投影する顕微鏡法を実践した.この手法では、グリッドを探針先端に接近させればさせるほど、グリッドと探針間の距離は近くなり、スクリーン上に映し出されるグリッドのシャドーは大きくなる.拡大率は1000倍を遙かにしのぐ.また、その距離が減少するにつれて、探針表面近傍の電界は高くなり電子放射強度が向上し、コントラストの強い像が得られる.この顕微鏡法で、SPMの一つである原子間力顕微鏡(AFM)用のカンチレバー上に形成された探針を用いて、グリッドのシャドーを観察した.通常のAFMカンチレバー探針は、走査型トンネル顕微鏡の探針と比べ複雑な構造をもち、その探針先端部に電界を集中させ、そこから電子を放出させることは難しい.グリッドを接近させて引出し電極として働かせることにより、この困難を除去した.電子の放射パターンは探針先端の形状や電子状態に敏感である.シャドーを観察しながら探針を通電加熱することにより、AFM探針の先鋭化とその評価ができる可能性が開けた.

这项研究的目的是使用扫描探针显微镜（Scanning Probe Microscope）。本研究的目的是研究一种简单而新的方法的可能性，该方法利用锐利显微镜（SPM）机制来缩小光或电子束照射的区域。这是一种利用将小型 SPM 探针靠近而产生的光和电子束阴影的方法。当探针接近被光和电子照射的样品时，如果忽略衍射效应，则会在样品中形成阴影。光/电子照射区域、阴影区域不再用光或电子束照射。利用这种信号变化，我们的目的是分析纳米级结构。今年，作为这种方法的应用示例，我们将表明，当对尖端施加高电场时，他们采用了一种显微镜方法，将从铜栅发射的电子照射到铜栅上，电子被栅散射时产生的阴影被放大并投射到放置在栅后面的荧光屏上，如果网格靠近探头尖端，随着距离的减小，栅格与探头之间的距离变小，投射在屏幕上的栅格阴影变大。放大倍数远大于1000倍电场高。这提高了电子发射强度并提供具有强对比度的图像。这种显微镜方法使用形成在原子力显微镜（AFM）（SPM 的一种）悬臂上的探针来检测观察到的阴影。法线。 AFM悬臂探针的结构比扫描隧道显微镜的探针复杂，难以将电场集中在探针的尖端并从那里发射电子。这个困难已经被消除。电子辐射图案对探针尖端的形状和电子状态敏感。通过在观察阴影的同时加热尖端，我们可以锐化 AFM 尖端并对其进行评估，这开辟了可能性。的