[发明专利]扫描型探针显微镜用数据处理装置

说明书

本发明为一种扫描型探针显微镜用数据处理装置，其对通过使用扫描型探针显微镜利用探针扫描试样表面而针对该试样表面的多个测定点中的各方获取到的、表示相对于第1物理量的变化的第2物理量的变化的两轴数据进行处理，其具备：特征量算出部(41)，其根据各测定点上的两轴数据来求1种至多种特征量；特征量选择部(42)，其让使用者选择特征量中的1种；二维映射图像显示部(43)，其根据使用者对特征量的选择而画面显示为以各测定点为1像素的二维映射图像；以及两轴数据显示部(44)，当二维映射图像中的像素中的1个被使用者选择时，其对与该被选择的像素以及邻接于该像素的1个至多个像素相对应的测定点的两轴数据进行画面显示。

技术领域

本发明涉及一种用于对在扫描型探针显微镜中利用探针扫描试样表面获取到的、该试样表面的多个测定点上的探针与试样表面之间发生的相互作用的数据进行解析的扫描型探针显微镜用数据处理装置，尤其涉及一种对力曲线等表示相对于第1物理量的变化的第2物理量的变化的两轴数据进行解析的装置。

背景技术

在扫描型探针显微镜(SPM：Scanning Probe Microscope)中，使微小的探针(Probe)的顶端靠近试样表面，利用该探针扫描试样表面来获取该探针与试样之间的力学相互作用、电磁相互作用等相关的数据。获取到的数据被导入至扫描型探针显微镜用的数据处理装置而供试样表面的形状、电特性的分布等的解析。

由扫描型探针显微镜获得的数据之一有称为力曲线的数据(图1)。力曲线是在试样表面的多个测定点中的各方获取的数据，由使探针靠近试样表面来获取数据的靠近线和使探针远离试样表面来获取数据的释放线构成。

下面，对靠近线及释放线进行说明。

在获取靠近线的数据时，从使安装在作为弹性支承体的悬臂的顶端侧的探针位于试样表面的测定点的铅垂上方的状态起，使悬臂的基部朝试样表面不断靠近。此时，可使悬臂的基部侧下降，也可使试样上升。在试样表面与探针的顶端相隔一定程度时，作用于探针的顶端与试样表面之间的力大致为0，而当探针的顶端进一步靠近时，与试样表面之间产生范德瓦尔斯力，探针的顶端被试样表面吸引。由此，悬臂的顶端侧以下降的方式发生弯曲。该弯曲以悬臂的顶端侧的铅垂方向的负位移量的形式进行测量。当从该状态起使悬臂的基部朝试样表面不断靠近时，这一次是在探针的顶端与试样表面接触的状态下悬臂的顶端侧以上升的方式发生弯曲，位移量转为正值。继而，在该位移量达到规定的正值时，停止使悬臂的基部朝试样表面靠近的动作。靠近线(图1的实线)表示这一系列的、相对于试样表面与悬臂的基部的距离的悬臂的顶端侧的位移量的变化，该数据是以从图1的右方去往左方的方式而获取。

在像上述那样获取到靠近线后，使所述基部不断远离试样表面，这时，悬臂的弯曲逐渐解除，顶端侧的位移量也不断接近0。位移量变成0后，也会因试样表面的吸附力而使得探针的顶端在短时间内维持附着在试样表面的状态，因此，这一次是悬臂的顶端侧以下降的方式发生弯曲而使得位移量转为负值。当就这样使悬臂的基部不断远离试样表面时，悬臂的弹性复原力超过试样表面的吸附力，探针的顶端脱离试样表面，位移量回到0。靠近线(图1的虚线)表示这一系列的相对于试样表面与悬臂的基部的距离的悬臂的顶端侧的位移量的变化，该数据是以从图1的左方去往右方的方式而获取。

以上述方式获得的力曲线(靠近线及释放线)的数据被送至扫描型探针显微镜用数据处理装置。在数据处理装置中，例如，根据悬臂的顶端侧的位移量的最小值、所述位移量达到所述规定的正值时的试样表面与悬臂的基部的距离来求力曲线的(将所述位移量达到所述规定的正值的点作为一边的端部的线段的)斜率等作为力曲线的特征量。继而，根据这些特征量来获得试样表面的吸附力的信息、试样表面的凹凸(高度)的信息、试样表面的硬度的信息等。在数据处理装置中，进而根据如此获得的各测定点的特征量来制作以1测定点为1像素的试样表面的二维映射图像。