JPH0619242B2 - 走査型トンネル顕微鏡 - Google Patents
走査型トンネル顕微鏡Info
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- JPH0619242B2 JPH0619242B2 JP62015426A JP1542687A JPH0619242B2 JP H0619242 B2 JPH0619242 B2 JP H0619242B2 JP 62015426 A JP62015426 A JP 62015426A JP 1542687 A JP1542687 A JP 1542687A JP H0619242 B2 JPH0619242 B2 JP H0619242B2
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- Japan
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- tip
- probe
- scanning tunneling
- tunneling microscope
- diamond
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Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Measuring Leads Or Probes (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、分析機器および走査型トンネル顕微鏡に関
する。
する。
この発明の走査型トンネル顕微鏡は、先端を尖らさた金
属棒の先端部にダイヤモンドの粒を積層させ、その上に
導電性物質を被覆したダイヤモンドチップで、最終の先
端半径は、ダイヤモンド粒の角部になることで、極めて
鋭いチップ先端の、産業上有益なダイヤモンド探針を有
する。
属棒の先端部にダイヤモンドの粒を積層させ、その上に
導電性物質を被覆したダイヤモンドチップで、最終の先
端半径は、ダイヤモンド粒の角部になることで、極めて
鋭いチップ先端の、産業上有益なダイヤモンド探針を有
する。
試料表面と検出探針先端部間に流れるトンネル電流を検
出し、トンネル電流が一定になるように、試料表面と検
出探針先端部間を制御して、原子構造を観察する走査ト
ンネル顕微鏡においては、分解能は、探針の先端部状態
で決まり、分解能を上げる為にはより鋭い探針の形成が
必要である。
出し、トンネル電流が一定になるように、試料表面と検
出探針先端部間を制御して、原子構造を観察する走査ト
ンネル顕微鏡においては、分解能は、探針の先端部状態
で決まり、分解能を上げる為にはより鋭い探針の形成が
必要である。
従来は、白金やタングステン棒の先端を機械的な研磨に
より円錐状に尖らせたものや、電解研磨により先端を形
成するもの（特開昭61−32326電解研磨による針状体の
形成方法）が知られている。
より円錐状に尖らせたものや、電解研磨により先端を形
成するもの（特開昭61−32326電解研磨による針状体の
形成方法）が知られている。
以上に示した従来の製法による探針において、機械的な
研磨では、探針先端が滑らかに伸延された形態とならず
だれを生じ、その結果、鋭い先端形状が得られないと
か、細かい線径では、砥石を当てると逃げが発生する
為、線径が限定される。電解研磨法によると、逆に線径
が細い方が反応時間が短くできて有利であるが、反応を
止めるタイミングがずれると探針先端部で反応をし、鋭
い形状が得られない問題がある。また、機械的な研磨に
よるものや電解研磨による探針は走査トンネル顕微鏡の
走査において、試料表面に粗位置出しを行なう際、探針
と試料表面が軽く接触しただけで先端がつぶれてしま
い、粗位置出し機構がしっかりしていない状態では、探
針の取り換えが、頻繁に行なわれる必要があるという問
題があった。
研磨では、探針先端が滑らかに伸延された形態とならず
だれを生じ、その結果、鋭い先端形状が得られないと
か、細かい線径では、砥石を当てると逃げが発生する
為、線径が限定される。電解研磨法によると、逆に線径
が細い方が反応時間が短くできて有利であるが、反応を
止めるタイミングがずれると探針先端部で反応をし、鋭
い形状が得られない問題がある。また、機械的な研磨に
よるものや電解研磨による探針は走査トンネル顕微鏡の
走査において、試料表面に粗位置出しを行なう際、探針
と試料表面が軽く接触しただけで先端がつぶれてしま
い、粗位置出し機構がしっかりしていない状態では、探
針の取り換えが、頻繁に行なわれる必要があるという問
題があった。
上記の問題点を解決するために、この発明は、先端を尖
らせた金属棒の先端部にダイヤモンドの粒を積層させ、
その上に導電性物質を蒸着またはスパッタにより薄く被
覆することにより、探針先端部において、ダイヤモンド
の粒の角が最先端となるようにし、極めて鋭く、硬い先
端からなる導電性探針を作製することを可能にした。
らせた金属棒の先端部にダイヤモンドの粒を積層させ、
その上に導電性物質を蒸着またはスパッタにより薄く被
覆することにより、探針先端部において、ダイヤモンド
の粒の角が最先端となるようにし、極めて鋭く、硬い先
端からなる導電性探針を作製することを可能にした。
上記に示した探針を走査型トンネル顕微鏡の探針として
用いることにより探針の最先端が第３図に示すようなダ
イヤモンド粒の角部となる、極めて鋭く、かつ、硬い先
端を有するため、高い分解能を有し、かつ、粗位置決め
の際、試料表面と探針が接触しても探針先端形状が変化
することがない。
用いることにより探針の最先端が第３図に示すようなダ
イヤモンド粒の角部となる、極めて鋭く、かつ、硬い先
端を有するため、高い分解能を有し、かつ、粗位置決め
の際、試料表面と探針が接触しても探針先端形状が変化
することがない。
本実施例は、走査型トンネル顕微鏡の検出部に用いた検
出探針に関するもので、以下、図面に基づいて説してい
くこととする。
出探針に関するもので、以下、図面に基づいて説してい
くこととする。
第４図に示す探針製作工程に従い、まず、ロッド線を任
意の長さに切断し（本実施例では、φ１mmのステンレス
製ロッド線を20m長に切断）、先端を機械研磨により円
錐状に加工した後、ダイヤモンド粒の析出密度を上げる
ためのキズを円錐状部につけ、ダイヤモンド合成を行な
った。ダイヤモンド合成は、水素と炭化水素の混合ガス
のマイクロ波無極放電を用いてダイヤモンドを析出する
方法マイクロ波プラズマ（ＣＶＤ法）により行なった。
ダイヤモンド析出には、第５図に示した装置を用い、析
出条件としては、第１表に示す内容で行なった。
意の長さに切断し（本実施例では、φ１mmのステンレス
製ロッド線を20m長に切断）、先端を機械研磨により円
錐状に加工した後、ダイヤモンド粒の析出密度を上げる
ためのキズを円錐状部につけ、ダイヤモンド合成を行な
った。ダイヤモンド合成は、水素と炭化水素の混合ガス
のマイクロ波無極放電を用いてダイヤモンドを析出する
方法マイクロ波プラズマ（ＣＶＤ法）により行なった。
ダイヤモンド析出には、第５図に示した装置を用い、析
出条件としては、第１表に示す内容で行なった。
そして、本実施例で得られた透明な炭素膜をレーザーラ
マン散乱スペクトルにより、分析し、ダイヤモンドが確
かに析出していることを確認した。また、走査型電子顕
微鏡により、探針を観察したところ、探針の円錐形状に
沿ってダイヤモンド粒が形成され、探針の最先端がダイ
ヤモンド粒の角部で構成されていることが確認できた。
そして、この様なダイヤモンド粒で覆われた探針にスパ
ツタリングで数十Å程度の白金の薄膜を形成し導電性を
もたせ、第１図、第２図に示すようなダイヤモンド粒層
と白金薄膜からなる導電性層を有する探針を作製した。
そして、このようにして作製した探針を走査トンネル顕
微鏡の検出部探針として実際に装置に組込み実験したと
ころ、従来品にあった問題もなく安定した高分解能が得
られることを確認することができた。
マン散乱スペクトルにより、分析し、ダイヤモンドが確
かに析出していることを確認した。また、走査型電子顕
微鏡により、探針を観察したところ、探針の円錐形状に
沿ってダイヤモンド粒が形成され、探針の最先端がダイ
ヤモンド粒の角部で構成されていることが確認できた。
そして、この様なダイヤモンド粒で覆われた探針にスパ
ツタリングで数十Å程度の白金の薄膜を形成し導電性を
もたせ、第１図、第２図に示すようなダイヤモンド粒層
と白金薄膜からなる導電性層を有する探針を作製した。
そして、このようにして作製した探針を走査トンネル顕
微鏡の検出部探針として実際に装置に組込み実験したと
ころ、従来品にあった問題もなく安定した高分解能が得
られることを確認することができた。
この発明によると以上説明したように、走査型トンネル
顕微鏡の検出探針の構造を、先端を尖らせた金属棒の先
端部にダイヤモンドの粒を積層させ、その上に導電性物
質を蒸着またはスパッタにより薄く被覆させた構造とす
ることにより、探針の最先端がダイヤモンド粒の角部と
なり、探針先端が極めて鋭く、かつ、極めて硬いという
効果を有する。このため、分解能が高く、探針の取り替
えがすくなくてすむ走査型トンネル顕微鏡を提供する。
顕微鏡の検出探針の構造を、先端を尖らせた金属棒の先
端部にダイヤモンドの粒を積層させ、その上に導電性物
質を蒸着またはスパッタにより薄く被覆させた構造とす
ることにより、探針の最先端がダイヤモンド粒の角部と
なり、探針先端が極めて鋭く、かつ、極めて硬いという
効果を有する。このため、分解能が高く、探針の取り替
えがすくなくてすむ走査型トンネル顕微鏡を提供する。
第１図は、本発明の探針先端部図、第２図は、探針先端
拡大図、第３図は、ダイヤモンド粒を表す図、第４図
は、探針製作工程図、第５図は、ダイヤモンド合成装置
図、第１表は、合成条件を示したものである。 １……探針金属部 ２……ダイヤモンド粒の積層部 ３……導電性膜
拡大図、第３図は、ダイヤモンド粒を表す図、第４図
は、探針製作工程図、第５図は、ダイヤモンド合成装置
図、第１表は、合成条件を示したものである。 １……探針金属部 ２……ダイヤモンド粒の積層部 ３……導電性膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若月 隆 東京都江東区亀戸６丁目31番１号 セイコ ー電子工業株式会社内 (72)発明者 西川 明 東京都江東区亀戸６丁目31番１号 セイコ ー電子工業株式会社内 審査官 新井 重雄 (56)参考文献 特開 昭57−152554（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−51474（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−29750（ＪＰ，Ａ) 米国特許4343993（ＵＳ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】試料表面と検出探針先端部間に流れるトン
ネル電流を検出することにより原子構造を観察する走査
型トンネル顕微鏡において、前記検出探針が、先端を尖
らせた金属棒と、前記金属棒の先端部上に積層されたダ
イヤモンド粒層と、前記ダイヤモンド粒層上に被覆され
た導電性薄膜とからなることを特徴とする走査型トンネ
ル顕微鏡。 - 【請求項２】前記ダイヤモンド粒層はマイクロ波プラズ
マＣＶＤ層であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の走査型トンネル顕微鏡。 - 【請求項３】前記導電性薄膜は蒸着膜またはスパッタ膜
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
２項記載の記載の走査型トンネル顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62015426A JPH0619242B2 (ja) | 1987-01-26 | 1987-01-26 | 走査型トンネル顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62015426A JPH0619242B2 (ja) | 1987-01-26 | 1987-01-26 | 走査型トンネル顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63182501A JPS63182501A (ja) | 1988-07-27 |
| JPH0619242B2 true JPH0619242B2 (ja) | 1994-03-16 |
Family
ID=11888448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62015426A Expired - Lifetime JPH0619242B2 (ja) | 1987-01-26 | 1987-01-26 | 走査型トンネル顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0619242B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05164513A (ja) * | 1991-12-17 | 1993-06-29 | Hikari Gijutsu Kenkyu Kaihatsu Kk | 走査トンネル装置用探針 |
| CN109052308B (zh) * | 2018-07-23 | 2020-06-16 | 南京林业大学 | 一种基于mems电感的二维曲率传感器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4343993A (en) | 1979-09-20 | 1982-08-10 | International Business Machines Corporation | Scanning tunneling microscope |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5329750A (en) * | 1976-08-31 | 1978-03-20 | Sharp Corp | Liquid crystal display device |
| JPS5351474A (en) * | 1976-10-21 | 1978-05-10 | Fujitsu Ltd | Method of forming electrode on insulating substrate |
| JPS57152554A (en) * | 1981-03-13 | 1982-09-20 | Victor Co Of Japan Ltd | Reproducing stylus of variation detection type for electrostatic capacity value |
-
1987
- 1987-01-26 JP JP62015426A patent/JPH0619242B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4343993A (en) | 1979-09-20 | 1982-08-10 | International Business Machines Corporation | Scanning tunneling microscope |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63182501A (ja) | 1988-07-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |