走査型プローブによるトンネル電流と表面電位の同時計測システム

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概要

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我々はトンネル電流と表面電位を同時に計測するシステムを開発した。プローブは電解研磨して作製したタングステン針を用いた。このシステムでは針とサンプル間の距離dをピエゾに正弦波の電圧を印加することにより強制的に変化させている。針の振動の中心と基板間の距離は数nmから100nmとし、振幅は数nmとした。トンネル電流は、針の振動と同調して流れ、dが数nm程度まで近づいたとき流れる。一方、表面電位は針-基板間の表面電位差と静電容量の変化により流れる変位電流を計測することにより表面電位を検出する、いわゆるケルビン法により測定した。トンネル電流と表面電位の同時計測は、針を振動させた際の両者間の位相差を利用して実現した。また、針の先端曲率半径とdを見積もる方法についても述べる。
1998-05-29

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