attoAFM 極低温原子間力顕微鏡
attoAFM II AFMヘッド
attoAFM極低温用原子間力顕微鏡
近年AFMは生体から材料にいたるまで幅広い分野で使用されており、またその手法も高精度な表面形状測定のみならず表面の磁性(MFM)にいたる測定にわたって多くの新しい 測定手段が開発されつつあります。 attocubeの極低温原子間力顕微鏡は、350mK以下の極低温そして15T以上の高磁場中における試料の形状その他様々な測定に使用することが可能でです。attoAFM は粗動およびスキャン機構にattocube独自のポジショナー・スキャナーを使用しており粗動範囲5mmX5mm、スキャン範囲30μmX30μmの大きな範囲が可能となっております。- attoAFM I
- ヘッド部はコンパクト筐体に収めら、同時に高い精度で表面のイメージを得ることが出来ます。光ファイバーを使用し、光学的干渉によりカンチレバーの変位を検出することでチップ－試料表面間の距離制御を 行っています。市販のAFMカンチレバーを使用できMFM, EFMなどの測定にも対応できます。
- attoAFM II
- attoAFM Iに更に追加の粗動機構をもちSNOMへのアップグレードも可能です。冷却した状態でカンチレバー位置を変えることが出来ます。
- attoAFM III
- チューニングフォークをプローブ-試料表面間距離の検出に採用しており、光を使用しておりませんので半導体など試料表面が光に敏感な場合に最適です。 半導体上のSGM(Scanning Gate Microscopy)などに使用されます。
AFM contact mode image of ordered lattice of lateral InAs quantum dot molecules recorded with the attoAFM I at 300 K (a) and 4.2 K (b). The height of the quantum dots is ~ 5 nm. Distance control: fiber based optical interferometer. (attocube application labs 2007, sample: T. van Lippen, et al., J. Appl. Phys. 97, 044301, 2005).
Magnetic force image acquired on a commercial hard disk. Protrusion and depression in the MFM image clearly represent the magentic bit profile. (attocube application labs 2007).
AFM contact mode image of a Si-Substrate /SiO2-Layer (height: 20 nm +/- 2 nm) recorded at 4.2 K with the attoAFM?I. Height of surface contaminations: ~ 1 nm. (attocube application labs 2007).
attoAFM I: 極低温原子間力顕微鏡
attoAFM IattoAFM I は、小型のAFMとして特に極低温下及び高磁場下における測定のために開発されました。 attoAFMは、レーザー光の干渉を用いてカンチレバーの変位を高精度で測定することにより動作します。 コンタクトモード、非コンタクトモード、モジュレーションモード動作が可能です。 また粗動機構にattocube社のピエゾポジショナーを用いていますので5mmのスパンで試料上の位置（X,Y,Z方向）を変えることができます。
仕組み
- attoAFM Iでは粗動機構としてxyzポジショナーを組合せることでmmレンジの位置調節が可能です。またスキャン範囲はANSxy100スキャナーの使用により 低温において30μmX30μmの範囲でスキャンを行うことが出来ます。カンチレバーのセットアップは室温時に行いますが、チップ及び試料は低温時においてもCCDカメラにより観察でき位置確認をすることが出来ます。 温度の変化を受けにくい材料の組合せにより安定した測定を行うことが出来ます。
スペックシート
AFM contact mode image of a gold grating with 1 µm period and 10 nm height. The contaminated surface is clearly resolved. The noise was determined to be less than 10 pm! (attocube application labs, 2005).
AFM contact mode image of chess board grating, SiO2 on Si, structure period: 1 µ m, height: 20 nm recorded at 300 K. Height of the varnish residues: ~ 1 nm. Distance control: fiber based optical interferometer. (attocube application labs 2007).
attoAFM II: 極低温原子間力顕微鏡
attoAFM Iと同様レーザー光の干渉を利用してチップ－試料表面間の距離制御を行います。カンチレバーは市販のものを使用できます。attoAFM II はカンチレバーの位置を制御するためもう一つのxyzポジショナーを持っており、低温下で試料及びカンチレバーを独立に位置を変えることが出来ます。またSNOMの機能を付加することにも対応します。
スペックシート
Tuning fork AFM image recorded at 320 mK at a Si-substrate/SiO2-Layer; height: 20 nm +/- 2 nm recorded with the attoAFM III (attocube application labs, 2007).
Akiyama probe AFM image of a chess board grating (height 20 nm, period 2 µm) recorded with the attoAFM III. (attocube applications labs, 2007).
attoAFM III: 極低温原子間力顕微鏡
attoAFM IIIは極低温下における測定のため新たに開発された原子間力顕微鏡です。光を使用せず、チューニングフォークによる せん断力検出をプローブ－試料表面間距離の制御に使用しておりますので光に敏感な試料の場合に適したデザインとなっております。特に半導体表面のSGM(Scanning Gate Microscope) などに向いておりまた市販のAkiyama Probeにも対応しております。
仕組み
- チューニングフォークを検出法に採用することで高い精度の非コンタクトモード測定を行うことが出来ます。AFMチップは水晶発振子で校正されたチューニングフォークの側面に固定され、チップを試料面に平行に振動させます。 チップ先端が試料表面にナノメートル程度まで近づくとせん断力がかかり振動の振幅が減少し始め、これをフィードバックすることでチップ－試料表面間の距離を制御することが出来ます。
