JPS63274801A - ダイヤモンド探針 - Google Patents
ダイヤモンド探針Info
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- JPS63274801A JPS63274801A JP10998187A JP10998187A JPS63274801A JP S63274801 A JPS63274801 A JP S63274801A JP 10998187 A JP10998187 A JP 10998187A JP 10998187 A JP10998187 A JP 10998187A JP S63274801 A JPS63274801 A JP S63274801A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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の分
野において、検出部に用いる検出探針に関する。
野において、検出部に用いる検出探針に関する。
この発明は、先端を尖らせた金属棒の先端部に、導電性
を存するダイヤモンド粒を積層させたダイヤモンド探針
で、最終の先端半径は、ダイヤモンド粒の角部又は微小
粒形になることで、極めて鋭い探針先端の形成を可能に
したものであり、産業上有益なダイヤモンド探針である
。
を存するダイヤモンド粒を積層させたダイヤモンド探針
で、最終の先端半径は、ダイヤモンド粒の角部又は微小
粒形になることで、極めて鋭い探針先端の形成を可能に
したものであり、産業上有益なダイヤモンド探針である
。
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
出探針先端部間の微小距離を制御して、原子構造を観察
する走査型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。そして、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号公報、電解研磨による針状体の形
成方法）が知られている。
出し、トンネル電流が一定になるように、試料表面と検
出探針先端部間の微小距離を制御して、原子構造を観察
する走査型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。そして、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号公報、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
、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
れてしまう。又、電解研磨法によると、逆に線径が細か
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
状が得られないといった問題がある。
研磨では、探針先端が滑らかに伸延された形態とならず
、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
れてしまう。又、電解研磨法によると、逆に線径が細か
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
状が得られないといった問題がある。
更に、上記のような機械的な研磨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、探針の取り換えを、頻繁に行なう必
要があるという問題があった。
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、探針の取り換えを、頻繁に行なう必
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導電性を有するダイヤモンド粒
を積層させることにより、探針先端部において、ダイヤ
モンド粒の角部又は微小粒形が最先端となるようにし、
極めて鋭く、硬い先端からなる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導電性を有するダイヤモンド粒
を積層させることにより、探針先端部において、ダイヤ
モンド粒の角部又は微小粒形が最先端となるようにし、
極めて鋭く、硬い先端からなる探針を作製することを可
能にした。
上記に示した方法により探針を作製することにより探針
の最先端が、結晶性が良い比較的大きなダイヤモンド粒
の角部又は、たとえ、結晶性が悪いダイヤモンド粒でも
、加工によって形製された金属先端部形状より微小な粒
形を付けることにより、極めて鋭く、硬い先端からなる
探針を作製することが可能となる。
の最先端が、結晶性が良い比較的大きなダイヤモンド粒
の角部又は、たとえ、結晶性が悪いダイヤモンド粒でも
、加工によって形製された金属先端部形状より微小な粒
形を付けることにより、極めて鋭く、硬い先端からなる
探針を作製することが可能となる。
Ｃ実施例〕
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、図面に基づいて説明して
い（こととする。
出探針に関するもので、以下、図面に基づいて説明して
い（こととする。
第４図に示す探針製作工程に従い、先ず、ロンド線を任
意の長さに切断しく本実施例では、φ１１のステンレス
製ロンド線を約２０ｓｌ長に切断、また、φ０．３ ｔ
ａのタングステン製ロンド線を約２０鶴長に切断）、先
端を機械研磨（先端部１２０°の円錐状）又は、電解研
磨（タングステン線）した後、ダイヤモンド合成を行っ
た。
意の長さに切断しく本実施例では、φ１１のステンレス
製ロンド線を約２０ｓｌ長に切断、また、φ０．３ ｔ
ａのタングステン製ロンド線を約２０鶴長に切断）、先
端を機械研磨（先端部１２０°の円錐状）又は、電解研
磨（タングステン線）した後、ダイヤモンド合成を行っ
た。
ダイヤモンドに導電性をもたせる方法として本実施例で
は、２種類の方法を用いた。
は、２種類の方法を用いた。
（第１実施例）
ダイヤモンド合成として、水素、炭化水素（ＣＨｅ）及
びダイヤモンド粒の抵抗値を下げる効果のあるジボラン
（ＢＪｉ）の混合ガス中で、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Ｃ
ＶＤ法）により行った。
びダイヤモンド粒の抵抗値を下げる効果のあるジボラン
（ＢＪｉ）の混合ガス中で、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Ｃ
ＶＤ法）により行った。
第５図に示した装置を用い、析出条件としては、第１表
に示す内容で行った。
に示す内容で行った。
第１表 合成条件
（第２実施例）
ダイヤモンド合成としてまず、水素と炭化水素（ＣＨＪ
の混合ガス中で、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によりダ
イヤモンド粒を析出させた。析出条件は第２表に示す。
の混合ガス中で、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によりダ
イヤモンド粒を析出させた。析出条件は第２表に示す。
第２表 合成条件
次に、このダイヤモンド粒に導電性をもたせる為、ダイ
ヤモンド粒の表面をスパッタクリーニングした後、Ｃｒ
をイオン注入した。Ｃｒの注入量は２ ｘｌＱｌ？ １
ｏｎｓ／ｃｄ、 Ｃｒイオン注入加速Ｔｌｌ 圧’ｔ
ｔ１５０ｋｖ、探針温度を２００℃に設定して行なった
。
ヤモンド粒の表面をスパッタクリーニングした後、Ｃｒ
をイオン注入した。Ｃｒの注入量は２ ｘｌＱｌ？ １
ｏｎｓ／ｃｄ、 Ｃｒイオン注入加速Ｔｌｌ 圧’ｔ
ｔ１５０ｋｖ、探針温度を２００℃に設定して行なった
。
以上、２種類の方法で、析出した粒をレーザーラマン散
乱スペクトルにより分析し、ダイヤモンド粒であること
を確認した。また、抵抗値を測定し、導電性を有するこ
とを確認した。更に、走査型電子顕微鏡により、探針先
端を観察したところ、第１図、第２図に示す様なダイヤ
モンド粒による微小な先端が形成されていることが１ｉ
１１認できた。
乱スペクトルにより分析し、ダイヤモンド粒であること
を確認した。また、抵抗値を測定し、導電性を有するこ
とを確認した。更に、走査型電子顕微鏡により、探針先
端を観察したところ、第１図、第２図に示す様なダイヤ
モンド粒による微小な先端が形成されていることが１ｉ
１１認できた。
そして、この様にして作製した探針を走査型トンネル顕
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。
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。
〔発明の効果〕
この発明によると以上説明した様に、先端を尖らせた金
属棒の先端部に導電性を有するダイヤモンド粒を積層さ
せることにより、探針の最先端がダイヤモンド粒の形状
により決まり、極めて鋭い探針先端が再現よく形成され
、また、ダイヤモンド粒による為、極めて硬い探針先端
を作製することが可能になった。
属棒の先端部に導電性を有するダイヤモンド粒を積層さ
せることにより、探針の最先端がダイヤモンド粒の形状
により決まり、極めて鋭い探針先端が再現よく形成され
、また、ダイヤモンド粒による為、極めて硬い探針先端
を作製することが可能になった。
第１図は本発明の探針先端部を示す断面図、第２回は探
針の先端拡大断面図、第３図はダイヤモンド粒を示す平
面図、第４図は探針製作工程説明図、第５図はダイヤモ
ンド合成装置を示す説明図である。 １・・・探針金属部 ２・・・ダイヤモンド粒の積層部 以上
針の先端拡大断面図、第３図はダイヤモンド粒を示す平
面図、第４図は探針製作工程説明図、第５図はダイヤモ
ンド合成装置を示す説明図である。 １・・・探針金属部 ２・・・ダイヤモンド粒の積層部 以上
Claims (1)
- 先端を尖らせた金属棒の先端部に導電性を有するダイヤ
モンド粒を積層させ、極めて鋭く、硬い先端からなるこ
とを特徴とするダイヤモンド探針。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62109981A JP2565336B2 (ja) | 1987-05-06 | 1987-05-06 | 走査型トンネル顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62109981A JP2565336B2 (ja) | 1987-05-06 | 1987-05-06 | 走査型トンネル顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63274801A true JPS63274801A (ja) | 1988-11-11 |
| JP2565336B2 JP2565336B2 (ja) | 1996-12-18 |
Family
ID=14524056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62109981A Expired - Lifetime JP2565336B2 (ja) | 1987-05-06 | 1987-05-06 | 走査型トンネル顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2565336B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0335411U (ja) * | 1989-08-11 | 1991-04-08 | ||
| JPH0348702U (ja) * | 1989-09-21 | 1991-05-10 | ||
| GB2243688A (en) * | 1990-04-30 | 1991-11-06 | De Beers Ind Diamond | Probes |
| JPH0438054U (ja) * | 1990-07-30 | 1992-03-31 | ||
| KR100687796B1 (ko) | 2006-03-02 | 2007-03-02 | 고려대학교 산학협력단 | 반도체의 불순물농도 측정장치 및 측정방법 |
| WO2020179773A1 (ja) * | 2019-03-05 | 2020-09-10 | 昭和電工株式会社 | 探針の製造方法、表面観察方法 |
| WO2022116521A1 (zh) * | 2020-12-04 | 2022-06-09 | 国仪量子(合肥)技术有限公司 | 基于单自旋的量子钻石精密磁学测量系统 |
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 |
-
1987
- 1987-05-06 JP JP62109981A patent/JP2565336B2/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 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0335411U (ja) * | 1989-08-11 | 1991-04-08 | ||
| JPH0348702U (ja) * | 1989-09-21 | 1991-05-10 | ||
| GB2243688A (en) * | 1990-04-30 | 1991-11-06 | De Beers Ind Diamond | Probes |
| JPH0438054U (ja) * | 1990-07-30 | 1992-03-31 | ||
| KR100687796B1 (ko) | 2006-03-02 | 2007-03-02 | 고려대학교 산학협력단 | 반도체의 불순물농도 측정장치 및 측정방법 |
| WO2020179773A1 (ja) * | 2019-03-05 | 2020-09-10 | 昭和電工株式会社 | 探針の製造方法、表面観察方法 |
| JPWO2020179773A1 (ja) * | 2019-03-05 | 2021-11-25 | 昭和電工株式会社 | 探針の製造方法、表面観察方法 |
| WO2022116521A1 (zh) * | 2020-12-04 | 2022-06-09 | 国仪量子(合肥)技术有限公司 | 基于单自旋的量子钻石精密磁学测量系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2565336B2 (ja) | 1996-12-18 |
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