JPH07103709A - 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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- JPH07103709A JPH07103709A JP5250298A JP25029893A JPH07103709A JP H07103709 A JPH07103709 A JP H07103709A JP 5250298 A JP5250298 A JP 5250298A JP 25029893 A JP25029893 A JP 25029893A JP H07103709 A JPH07103709 A JP H07103709A
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- voltage
- scanning
- current
- probe
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Abstract
(57)【要約】
【目的】走査型トンネルスペクトル像を、高速に、かつ
信頼性高く取得する。 【構成】制御系の応答速度よりも高速かつ連続的に電圧
を走査し、該走査電圧のうちの基準電圧におけるトンネ
ル電流を検出し、探針制御用の信号とした。 【効果】連続的かつ規定された電圧と電流で探針が制御
されているので、信頼性の高いスペクトルが安定に得ら
れる。
信頼性高く取得する。 【構成】制御系の応答速度よりも高速かつ連続的に電圧
を走査し、該走査電圧のうちの基準電圧におけるトンネ
ル電流を検出し、探針制御用の信号とした。 【効果】連続的かつ規定された電圧と電流で探針が制御
されているので、信頼性の高いスペクトルが安定に得ら
れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は探針を試料表面上で走査
することによって表面の情報を得る走査型トンネル顕微
鏡に係り、特に、探針と試料表面間に流れる電流の電圧
依存性から、試料表面の電子状態や組成分析を行う走査
型トンネル顕微鏡に関する。
することによって表面の情報を得る走査型トンネル顕微
鏡に係り、特に、探針と試料表面間に流れる電流の電圧
依存性から、試料表面の電子状態や組成分析を行う走査
型トンネル顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、トンネル電流の電圧依存スペクト
ル像を取得する方法は、例えば、レビュー．オブ．サイ
エンティフィック．インスツルメンツ，第５８巻，１０
号（１９８７年），第１８０６頁から第１８１０頁（Re
v. Sci. Instrum.，５８（１０)(１９８７)，pp.１８０
６−１８１０）に述べられている様な方法が用いられて
いた。
ル像を取得する方法は、例えば、レビュー．オブ．サイ
エンティフィック．インスツルメンツ，第５８巻，１０
号（１９８７年），第１８０６頁から第１８１０頁（Re
v. Sci. Instrum.，５８（１０)(１９８７)，pp.１８０
６−１８１０）に述べられている様な方法が用いられて
いた。
【０００３】図２を用いて上記従来例を説明する。図２
(ａ)は走査電圧を、図２(ｂ)は探針の制御を行うタイミ
ングを示す図である。まず、基準電圧Ｖ0 においてトン
ネル電流が目標電流値Ｉ0 となるように探針の位置を制
御する。即ち、図２(ｂ)に示したように、電圧がＶ0 で
ある時刻ｔ＝０〜ｔ1 のみ探針位置の制御を行う。続い
て、時刻ｔ1〜ｔ2において、探針の制御を止め、電圧を
スペクトルを取得すべき電圧値Ｖ1からＶ4まで、図２
(ａ)に示したように階段状に変化させる。このとき計測
される電流は、図２(ｃ)となる。各電圧Ｖ1〜Ｖ4におけ
る電流値Ｉ1〜Ｉ4を取得することにより、試料表面上Ｘ
1におけるスペクトルＩ(Ｖi，Ｘ1)(ｉ＝１〜４）が得ら
れる。次の測定点Ｘ2 へ移るためには、まずトンネル電
圧を基準電圧Ｖ0に戻す（図２(ａ)，時刻ｔ2）。この時
電流が乱れるので、制御は電流が安定してから始める
（時刻ｔ3）。
(ａ)は走査電圧を、図２(ｂ)は探針の制御を行うタイミ
ングを示す図である。まず、基準電圧Ｖ0 においてトン
ネル電流が目標電流値Ｉ0 となるように探針の位置を制
御する。即ち、図２(ｂ)に示したように、電圧がＶ0 で
ある時刻ｔ＝０〜ｔ1 のみ探針位置の制御を行う。続い
て、時刻ｔ1〜ｔ2において、探針の制御を止め、電圧を
スペクトルを取得すべき電圧値Ｖ1からＶ4まで、図２
(ａ)に示したように階段状に変化させる。このとき計測
される電流は、図２(ｃ)となる。各電圧Ｖ1〜Ｖ4におけ
る電流値Ｉ1〜Ｉ4を取得することにより、試料表面上Ｘ
1におけるスペクトルＩ(Ｖi，Ｘ1)(ｉ＝１〜４）が得ら
れる。次の測定点Ｘ2 へ移るためには、まずトンネル電
圧を基準電圧Ｖ0に戻す（図２(ａ)，時刻ｔ2）。この時
電流が乱れるので、制御は電流が安定してから始める
（時刻ｔ3）。
【０００４】以下、測定点Ｘ2において、測定点Ｘ1にお
ける操作を繰り返すことにより、スペクトルＩ(Ｖi，Ｘ
2)（ｉ＝１〜４）が得られる。これらを全ての測定点で
繰り返すことによりスペクトル像を得ていた。以降の説
明では、この方法を従来法１と呼ぶことにする。
ける操作を繰り返すことにより、スペクトルＩ(Ｖi，Ｘ
2)（ｉ＝１〜４）が得られる。これらを全ての測定点で
繰り返すことによりスペクトル像を得ていた。以降の説
明では、この方法を従来法１と呼ぶことにする。
【０００５】また、別の方法が、アイ．ビー．エム．ジ
ャーナル．オブ．リサーチ．アンド．ディベロップメン
ト，第３０巻，第４号(１９８６年)第４１１頁から第４
１６頁（IBM J. Res. Develop.，３０(４)(１９８６）p
p.４１１−４１６）に述べられている。
ャーナル．オブ．リサーチ．アンド．ディベロップメン
ト，第３０巻，第４号(１９８６年)第４１１頁から第４
１６頁（IBM J. Res. Develop.，３０(４)(１９８６）p
p.４１１−４１６）に述べられている。
【０００６】図３を用いてこの方法を詳細に説明する。
図３(ａ)は、走査電圧を示す図である。基準電圧Ｖ
0 に、制御系の応答周波数よりも高い周波数で変調が加
えられている。この時、図３(ｂ)に示したようなトンネ
ル電流が検出される。電圧の変調と同じ周期で電流も変
調を受ける。これは、変調の周波数が、制御系の応答周
波数よりも高いためである。探針の制御は、電流の平均
値Ｉにより行われる。スペクトルは、通常、電圧の変調
に同期した電流成分をロックインアンプにより取り出し
て得ていた。以降の説明では、この方法を従来法２と呼
ぶことにする。
図３(ａ)は、走査電圧を示す図である。基準電圧Ｖ
0 に、制御系の応答周波数よりも高い周波数で変調が加
えられている。この時、図３(ｂ)に示したようなトンネ
ル電流が検出される。電圧の変調と同じ周期で電流も変
調を受ける。これは、変調の周波数が、制御系の応答周
波数よりも高いためである。探針の制御は、電流の平均
値Ｉにより行われる。スペクトルは、通常、電圧の変調
に同期した電流成分をロックインアンプにより取り出し
て得ていた。以降の説明では、この方法を従来法２と呼
ぶことにする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来法１では、電圧が
階段状に変化するので、変化の際にスパイクノイズが入
りやすく、電流が乱れてしまう。そのため、各電圧にお
ける電流の取得、もしくは探針の制御を開始するにあた
り、電流が落ち着くまで時間を置く必要があった。この
ためスペクトル取得に要する時間が長くなり、各測定点
において探針の制御をやめて電圧を走査している間に、
試料ホルダ等の熱膨張による温度ドリフトが原因で探針
の位置が変化してしまうという問題があった。電流スペ
クトルは探針の試料表面からの相対位置を固定して得る
必要があるが、前述の理由のため、得られたデータの信
頼性が低かった。さらに、電圧変化時のノイズによっ
て、探針もしくは試料が損傷されることもあり、安定し
た測定を行うことが困難であった（５Ｖ程度のパルス電
圧で表面の原子が剥ぎ取られることが、例えば、応用物
理 第６２巻，第２号（１９９３年）第１５５頁から第
１５９頁に記載されている。）。
階段状に変化するので、変化の際にスパイクノイズが入
りやすく、電流が乱れてしまう。そのため、各電圧にお
ける電流の取得、もしくは探針の制御を開始するにあた
り、電流が落ち着くまで時間を置く必要があった。この
ためスペクトル取得に要する時間が長くなり、各測定点
において探針の制御をやめて電圧を走査している間に、
試料ホルダ等の熱膨張による温度ドリフトが原因で探針
の位置が変化してしまうという問題があった。電流スペ
クトルは探針の試料表面からの相対位置を固定して得る
必要があるが、前述の理由のため、得られたデータの信
頼性が低かった。さらに、電圧変化時のノイズによっ
て、探針もしくは試料が損傷されることもあり、安定し
た測定を行うことが困難であった（５Ｖ程度のパルス電
圧で表面の原子が剥ぎ取られることが、例えば、応用物
理 第６２巻，第２号（１９９３年）第１５５頁から第
１５９頁に記載されている。）。
【０００８】一方、従来法２では、基準電圧に比べて加
えられる変調電圧が小さいため、広い電圧幅にわたるス
ペクトルを取得することができなかった。特に両極性に
わたって電圧を変調させると、平均の電流値が０となる
恐れがあることから、両極性にわたるスペクトルを取得
することが不可能であった。さらに、スペクトルの形
は、試料の場所によって変わるため、探針の制御に用い
る電流の平均値Ｉに対応する電圧が異なってしまうとい
う問題があった。例えば、図３(ｂ)で、電流の平均値Ｉ
がＩ0となるのは、時刻０〜ｔ1においては電圧がＶ0 の
ときであるが、時刻ｔ2〜ｔ3 では、Ｖ0′である。スペ
クトルは、各測定点で探針の高さを一定にして取得しな
ければならないため、基準となる電圧でトンネル電流が
目標電流値となるよう探針の高さを制御する。しかし、
従来法２ではこれが満足されないことにより、測定の信
頼性が低くなるという大きな問題があった。
えられる変調電圧が小さいため、広い電圧幅にわたるス
ペクトルを取得することができなかった。特に両極性に
わたって電圧を変調させると、平均の電流値が０となる
恐れがあることから、両極性にわたるスペクトルを取得
することが不可能であった。さらに、スペクトルの形
は、試料の場所によって変わるため、探針の制御に用い
る電流の平均値Ｉに対応する電圧が異なってしまうとい
う問題があった。例えば、図３(ｂ)で、電流の平均値Ｉ
がＩ0となるのは、時刻０〜ｔ1においては電圧がＶ0 の
ときであるが、時刻ｔ2〜ｔ3 では、Ｖ0′である。スペ
クトルは、各測定点で探針の高さを一定にして取得しな
ければならないため、基準となる電圧でトンネル電流が
目標電流値となるよう探針の高さを制御する。しかし、
従来法２ではこれが満足されないことにより、測定の信
頼性が低くなるという大きな問題があった。
【０００９】以上述べたように、従来法では、制御が連
続的に行えないために、探針位置が移動してしまうか
（従来法１）、連続的に行う場合には、基準電圧と目標
電流値があいまいになってしまい（従来法２）、何れの
方法を用いても、測定の信頼性が低くなってしまうとい
う問題があった。
続的に行えないために、探針位置が移動してしまうか
（従来法１）、連続的に行う場合には、基準電圧と目標
電流値があいまいになってしまい（従来法２）、何れの
方法を用いても、測定の信頼性が低くなってしまうとい
う問題があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題は、スペクトル
を得るためのトンネル電圧の走査を制御系の応答速度よ
りも高速に、かつ連続的にし、該走査電圧のうち基準と
なる電圧値における電流値を検出して、探針の制御信号
とすることにより解決される。さらに、電圧走査を複数
回の周期行うことによってスペクトルを得ることによ
り、より信頼性の高いデータが得られる。
を得るためのトンネル電圧の走査を制御系の応答速度よ
りも高速に、かつ連続的にし、該走査電圧のうち基準と
なる電圧値における電流値を検出して、探針の制御信号
とすることにより解決される。さらに、電圧走査を複数
回の周期行うことによってスペクトルを得ることによ
り、より信頼性の高いデータが得られる。
【００１１】
【作用】トンネル電圧の走査を制御系の応答周波数より
も高速にしたので、実質上連続的に探針を制御している
ことと同じになり、スペクトル取得中にドリフト等によ
る探針位置のずれが生じない。また、基準電圧時の電流
値を検出して制御信号とするため、測定の信頼性が高
い。さらに、両極性にわたるスペクトルを取得するとき
にも、制御信号となる電流値が０とならないような電圧
を制御電圧に選べるため、探針の制御が安定に行える。
また、電圧を連続的に走査するので、スパイクノイズが
入らず、探針および試料を損傷することも無い。
も高速にしたので、実質上連続的に探針を制御している
ことと同じになり、スペクトル取得中にドリフト等によ
る探針位置のずれが生じない。また、基準電圧時の電流
値を検出して制御信号とするため、測定の信頼性が高
い。さらに、両極性にわたるスペクトルを取得するとき
にも、制御信号となる電流値が０とならないような電圧
を制御電圧に選べるため、探針の制御が安定に行える。
また、電圧を連続的に走査するので、スパイクノイズが
入らず、探針および試料を損傷することも無い。
【００１２】
【実施例】本発明の実施例を図１を用いて説明する。試
料１と探針２の間には、電圧発生回路３により電圧Ｖ
(ｔ）が印加される。この電圧Ｖ(ｔ）は、任意の電圧Ｖ
1，Ｖ2 間で周期的かつ連続的に変化しており、その周
波数は、制御部４，スキャナ７より形成される制御系の
応答周波数よりも高いことが特徴である。このとき試料
１と探針２の間に流れるトンネル電流が、電流検出器５
により検出され、差信号演算部６に送られる。差信号演
算部６では、電圧発生回路３からの電圧Ｖ(ｔ)をモニタ
し、探針２の高さを制御するための基準電圧値Ｖ0 時に
おける電流値Ｉ(Ｖ0(ｔ))を検出し、目標電流値Ｉ0との
差信号ΔＩ(ｔ)を制御部４に送る。制御部４では、差信
号ΔＩをもとに、制御信号を演算し、スキャナ７を制御
する。
料１と探針２の間には、電圧発生回路３により電圧Ｖ
(ｔ）が印加される。この電圧Ｖ(ｔ）は、任意の電圧Ｖ
1，Ｖ2 間で周期的かつ連続的に変化しており、その周
波数は、制御部４，スキャナ７より形成される制御系の
応答周波数よりも高いことが特徴である。このとき試料
１と探針２の間に流れるトンネル電流が、電流検出器５
により検出され、差信号演算部６に送られる。差信号演
算部６では、電圧発生回路３からの電圧Ｖ(ｔ)をモニタ
し、探針２の高さを制御するための基準電圧値Ｖ0 時に
おける電流値Ｉ(Ｖ0(ｔ))を検出し、目標電流値Ｉ0との
差信号ΔＩ(ｔ)を制御部４に送る。制御部４では、差信
号ΔＩをもとに、制御信号を演算し、スキャナ７を制御
する。
【００１３】一方、データ記憶部９には、電流検出器５
からの電流Ｉ(ｔ)と、電圧発生回路３からの電圧Ｖ(ｔ)
とが送られ、Ｘ，Ｙ走査信号発生部８より送られる走査
信号（Ｘ(ｔ)，Ｙ(ｔ)）とともに、スペクトル像として
メモリ１０に記憶される。また、凹凸像も同時に制御部
４からのＺ(ｔ)信号と（Ｘ(ｔ)，Ｙ(ｔ)）信号から形成
され、メモリ１１に記憶される。
からの電流Ｉ(ｔ)と、電圧発生回路３からの電圧Ｖ(ｔ)
とが送られ、Ｘ，Ｙ走査信号発生部８より送られる走査
信号（Ｘ(ｔ)，Ｙ(ｔ)）とともに、スペクトル像として
メモリ１０に記憶される。また、凹凸像も同時に制御部
４からのＺ(ｔ)信号と（Ｘ(ｔ)，Ｙ(ｔ)）信号から形成
され、メモリ１１に記憶される。
【００１４】本発明の特徴は、電圧発生回路３により発
生する電圧が基準電圧Ｖ0 を含めて連続的であり、その
周波数が制御系の応答周波数よりも高く、かつ探針の制
御信号として基準電圧Ｖ0 時における電流値を検出して
用いている点である。制御部４では、差信号ΔＩから制
御信号を算出し、スキャナ７を制御する。その応答周波
数よりも高い周波数で差信号ΔＩが送られてくるので、
実質上、必要とする電圧，電流値で連続的に制御をして
いることになる。
生する電圧が基準電圧Ｖ0 を含めて連続的であり、その
周波数が制御系の応答周波数よりも高く、かつ探針の制
御信号として基準電圧Ｖ0 時における電流値を検出して
用いている点である。制御部４では、差信号ΔＩから制
御信号を算出し、スキャナ７を制御する。その応答周波
数よりも高い周波数で差信号ΔＩが送られてくるので、
実質上、必要とする電圧，電流値で連続的に制御をして
いることになる。
【００１５】図４を用いて、電圧の走査及び探針の制御
に関して詳細を説明する。ここでは、基準電圧値Ｖ0に
おけるトンネル電流がＩ0となるように探針位置を制御
するものとする。簡単のため、電流は、電圧Ｖ1〜Ｖ4の
４点で検出する。
に関して詳細を説明する。ここでは、基準電圧値Ｖ0に
おけるトンネル電流がＩ0となるように探針位置を制御
するものとする。簡単のため、電流は、電圧Ｖ1〜Ｖ4の
４点で検出する。
【００１６】図４(ａ)は、探針と試料間に印加されるト
ンネル電圧の時間変化を示す図である。電圧Ｖ1〜Ｖ4の
間で連続的に変化している。この周波数は、制御系の応
答周波数よりも高いことが特徴である。この時に試料と
探針の間に流れるトンネル電流の様子を図４(ｂ)に示
す。図１で説明したように、電圧Ｖ0 での電流値と目標
電流値Ｉ0 との差が、差信号ΔＩとして算出される。こ
の差信号ΔＩは、図４(ｃ)に示したように電圧の走査毎
に新たに算出される。この差信号ΔＩをもとに探針の制
御が行われる。図４(ｄ)は、制御系の応答速度が無限大
である場合の探針の動きを示す図である。差信号ΔＩが
不連続であるために、折線状に動いている。しかし、実
際には制御系の応答速度は有限なので、図４(ｅ)に示し
たように、探針は滑らかに制御される。電圧の走査を制
御系の応答速度よりも速くすることによって、制御が連
続的に行われているのと同等になるのである。
ンネル電圧の時間変化を示す図である。電圧Ｖ1〜Ｖ4の
間で連続的に変化している。この周波数は、制御系の応
答周波数よりも高いことが特徴である。この時に試料と
探針の間に流れるトンネル電流の様子を図４(ｂ)に示
す。図１で説明したように、電圧Ｖ0 での電流値と目標
電流値Ｉ0 との差が、差信号ΔＩとして算出される。こ
の差信号ΔＩは、図４(ｃ)に示したように電圧の走査毎
に新たに算出される。この差信号ΔＩをもとに探針の制
御が行われる。図４(ｄ)は、制御系の応答速度が無限大
である場合の探針の動きを示す図である。差信号ΔＩが
不連続であるために、折線状に動いている。しかし、実
際には制御系の応答速度は有限なので、図４(ｅ)に示し
たように、探針は滑らかに制御される。電圧の走査を制
御系の応答速度よりも速くすることによって、制御が連
続的に行われているのと同等になるのである。
【００１７】なお、図４では三角波的に電圧を走査した
が、連続的であれば、正弦波でも何でも良い。また、一
回の走査毎に差信号を算出していたが、基準電圧の取り
方によっては電圧走査の往復時に算出することも可能で
ある。
が、連続的であれば、正弦波でも何でも良い。また、一
回の走査毎に差信号を算出していたが、基準電圧の取り
方によっては電圧走査の往復時に算出することも可能で
ある。
【００１８】本発明を用いれば、基準となる電圧でトン
ネル電流が目標電流となるよう常に制御を行いながらス
ペクトルを得ることが出来る。
ネル電流が目標電流となるよう常に制御を行いながらス
ペクトルを得ることが出来る。
【００１９】次に、本発明におけるスペクトル取得の方
法について述べる。図５に、その一例を示す。図５(ａ)
は走査電圧を、図５(ｂ)はその時計測されるトンネル電
流を示している。図５(ｃ)，(ｄ)はデータ取得のタイミ
ングを、図５(ｅ)，(ｆ)は探針の試料面内方向の走査信
号をそれぞれ示す図である。
法について述べる。図５に、その一例を示す。図５(ａ)
は走査電圧を、図５(ｂ)はその時計測されるトンネル電
流を示している。図５(ｃ)，(ｄ)はデータ取得のタイミ
ングを、図５(ｅ)，(ｆ)は探針の試料面内方向の走査信
号をそれぞれ示す図である。
【００２０】まず、データ取得系が制御系に比べて高速
である場合の例を説明する。データ取得のタイミングと
しては図５(ｃ)上の丸印の点が可能なすべてのタイミン
グである。データ取得系が高速な場合、試料表面上各測
定点における最初の電圧走査時のみで必要なデータを取
得できる。即ち、試料表面上Ｘ1 におけるデータは、Ｘ
1 における最初の電圧走査時、即ち、図５(ｃ)で黒丸で
示した時刻で全て取得できる。一方、データ取得系があ
まり高速でない場合には、一回の電圧走査では全てのデ
ータを取得しきれないので、複数回の電圧走査により試
料表面上一つの測定点に対するデータを収集することに
なる。
である場合の例を説明する。データ取得のタイミングと
しては図５(ｃ)上の丸印の点が可能なすべてのタイミン
グである。データ取得系が高速な場合、試料表面上各測
定点における最初の電圧走査時のみで必要なデータを取
得できる。即ち、試料表面上Ｘ1 におけるデータは、Ｘ
1 における最初の電圧走査時、即ち、図５(ｃ)で黒丸で
示した時刻で全て取得できる。一方、データ取得系があ
まり高速でない場合には、一回の電圧走査では全てのデ
ータを取得しきれないので、複数回の電圧走査により試
料表面上一つの測定点に対するデータを収集することに
なる。
【００２１】例えば、図５(ｄ)に示したように、一回目
の電圧走査で電圧Ｖ1 における電流値を取得し、二回目
の電圧走査で電圧Ｖ2 における電流値を取得する、とい
った具合である。このとき、一つの測定点のデータを取
得する間、面内方向の走査をしなくても良いし（図５
(ｅ)）、しても良い（図５(ｆ)）。
の電圧走査で電圧Ｖ1 における電流値を取得し、二回目
の電圧走査で電圧Ｖ2 における電流値を取得する、とい
った具合である。このとき、一つの測定点のデータを取
得する間、面内方向の走査をしなくても良いし（図５
(ｅ)）、しても良い（図５(ｆ)）。
【００２２】原子レベルの測定の様に、画素間で連続的
にデータが変化するような場合は、探針の位置操作が簡
単になるので、試料面内方向の探針の走査をした方が良
い。これは、得られたデータが、もともと一画素分の分
解能しか無いので、画面分解能上、図５(ｆ)におけるＸ
11とＸ12は同一の点とみなして良いからである。しか
し、ミクロンオーダの測定の場合は、測定点Ｘ11とＸ12
では、試料の物理的性質が大きく異なる可能性があるの
で、走査を止めて行うのが望ましい。
にデータが変化するような場合は、探針の位置操作が簡
単になるので、試料面内方向の探針の走査をした方が良
い。これは、得られたデータが、もともと一画素分の分
解能しか無いので、画面分解能上、図５(ｆ)におけるＸ
11とＸ12は同一の点とみなして良いからである。しか
し、ミクロンオーダの測定の場合は、測定点Ｘ11とＸ12
では、試料の物理的性質が大きく異なる可能性があるの
で、走査を止めて行うのが望ましい。
【００２３】また複数回の電圧走査の電流値を平均化し
てスペクトルを得ることもできる。即ち、電圧Ｖ4にお
ける電流値を、三回の電圧走査によって得られた電流値
Ｉ(Ｖ4,ｔ11）〜Ｉ(Ｖ4,ｔ13）の平均値として求めるこ
とができる。さらに、電圧走査が高速なため、走査の往
復時で電流スペクトルに履歴がでるような場合、往復時
の電流を平均化することで問題を解決することも出来
る。
てスペクトルを得ることもできる。即ち、電圧Ｖ4にお
ける電流値を、三回の電圧走査によって得られた電流値
Ｉ(Ｖ4,ｔ11）〜Ｉ(Ｖ4,ｔ13）の平均値として求めるこ
とができる。さらに、電圧走査が高速なため、走査の往
復時で電流スペクトルに履歴がでるような場合、往復時
の電流を平均化することで問題を解決することも出来
る。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、基準電圧時の電流が目
標電流値となるよう連続的に制御を行いながらスペクト
ルを取得できるので、信頼性高いデータを取得できる。
また、スパイクノイズが入らないので、探針及び試料を
損傷することなくデータの収集が行える。
標電流値となるよう連続的に制御を行いながらスペクト
ルを取得できるので、信頼性高いデータを取得できる。
また、スパイクノイズが入らないので、探針及び試料を
損傷することなくデータの収集が行える。
【図１】本発明の実施例を示すブロック図。
【図２】従来法１の説明図。
【図３】従来法２の説明図。
【図４】本発明の詳細な説明図。
【図５】本発明の実施例におけるスペクトルの取得の説
明図。
明図。
１…試料、２…探針、３…電圧発生回路、４…制御部、
５…電流検出器、６…差信号演算部、７…スキャナ、８
…Ｘ，Ｙ走査信号発生部、９…データ記憶部、１０…ス
ペクトル像記憶部、１１…凹凸像記憶部。
５…電流検出器、６…差信号演算部、７…スキャナ、８
…Ｘ，Ｙ走査信号発生部、９…データ記憶部、１０…ス
ペクトル像記憶部、１１…凹凸像記憶部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古川 貴司 埼玉県比企郡鳩山町赤沼2520番地 株式会 社日立製作所基礎研究所内
Claims (6)
- 【請求項１】探針を試料表面上で走査することによって
表面の情報を得る走査型トンネル顕微鏡であって、トン
ネル電流の電圧依存スペクトルを取得する際に、電圧を
制御系の応答周波数よりも速い周期で連続的に走査する
と同時に、各周期において前記走査電圧のうちの基準電
圧時における電流を検出し、探針の制御信号とすること
を特徴とする走査型トンネル顕微鏡。 - 【請求項２】請求項１において、前記探針の制御信号
は、前記電圧走査の周期毎にその時間係数が変化する走
査型トンネル顕微鏡。 - 【請求項３】請求項１または２において、電圧走査を複
数回の周期行うことにより、試料表面上一点に対するス
ペクトルを得る走査型トンネル顕微鏡。 - 【請求項４】請求項３において、電圧走査を複数回の周
期行うことによって、一つの電圧値に対して各周期毎に
得られる複数の電流値を平均化することにより、前記電
圧値における電流値とする走査型トンネル顕微鏡。 - 【請求項５】請求項３において、一回の電圧走査では少
なくとも一つの電圧値に対する電流値を取得し、電圧走
査を複数回の周期行うことにより、全ての電圧値に対す
る電流値を得ることで試料表面上一点に対するスペクト
ルを得る走査型トンネル顕微鏡。 - 【請求項６】請求項１，２，３，４、または５におい
て、一回の電圧走査の往復時の電流値を平均化してスペ
クトルを得る走査型トンネル顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5250298A JPH07103709A (ja) | 1993-10-06 | 1993-10-06 | 走査型トンネル顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5250298A JPH07103709A (ja) | 1993-10-06 | 1993-10-06 | 走査型トンネル顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07103709A true JPH07103709A (ja) | 1995-04-18 |
Family
ID=17205830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5250298A Pending JPH07103709A (ja) | 1993-10-06 | 1993-10-06 | 走査型トンネル顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07103709A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101067166B1 (ko) * | 2008-12-24 | 2011-09-22 | 경희대학교 산학협력단 | 상온 주사투과 진동특성 측정방법 |
| JP2011209072A (ja) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Sii Nanotechnology Inc | 走査型プローブ顕微鏡及びその走査方法 |
| CN112243496A (zh) * | 2018-05-31 | 2021-01-19 | 株式会社岛津制作所 | 探针电喷雾离子化质谱分析装置 |
| CN118980834A (zh) * | 2024-09-13 | 2024-11-19 | 西南交通大学 | 一种测量二维狄拉克材料费米速度的方法、设备及介质 |
-
1993
- 1993-10-06 JP JP5250298A patent/JPH07103709A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101067166B1 (ko) * | 2008-12-24 | 2011-09-22 | 경희대학교 산학협력단 | 상온 주사투과 진동특성 측정방법 |
| JP2011209072A (ja) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Sii Nanotechnology Inc | 走査型プローブ顕微鏡及びその走査方法 |
| CN112243496A (zh) * | 2018-05-31 | 2021-01-19 | 株式会社岛津制作所 | 探针电喷雾离子化质谱分析装置 |
| CN118980834A (zh) * | 2024-09-13 | 2024-11-19 | 西南交通大学 | 一种测量二维狄拉克材料费米速度的方法、设备及介质 |
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