[发明专利]原子力显微镜以及采用原子力显微镜的相互作用力测定方法

摘要

本发明提供一种原子间力显微镜以及采用该原子间力显微镜的相互作用力测定方法。由FM-AFM得到的频率偏移Δf，能够由由来于远距离相互作用力的Δf_LR和由来于短距离相互作用力的Δf_SR的简单的线形结合来表示。在此，仅对比较短的距离范围来分别测定试料表面的原子缺陷上的Δf曲线和目的原子上的Δf曲线(S1、S2)，求出两者的差分Δf曲线(S3)。差分Δf曲线只由来于短距离相互作用力，因此在此适用公知的变换处理来求出表示力和距离Z之间的关系的F曲线，据此得到目的原子上的短距离相互作用力(S4)。由于能够缩小Δf曲线测定时的距离范围，因此能够缩短测定时间，Δf曲线→F曲线的变换一次就结束，因此运算时间也能缩短。由此，在求出在试料表面的原子和探针之间起作用的短距离相互作用力时，缩短Δf曲线的测定所需要的时间以及运算时间，实现精度提高，并且能够提高处理能力。

主权项

1、一种原子间力显微镜，是频率调制检测方式的原子间力显微镜，其在使保持接近试料表面的探针的悬臂以共振频率进行振动时，检测对通过在试料表面的原子和探针前端之间起作用的相互作用而产生变化的上述探针进行保持的悬臂的振动频率，包括：a)凹凸观察像取得单元，其一边一维或二维地扫描试料表面的规定区域，一边形成试料表面的凹凸观察像来进行显示；b)指定单元，其用于用户在由上述凹凸观察像取得单元所显示的凹凸观察像上指定至少一个目的原子以及一个原子缺陷；c)原子上测定实行单元，其测定原子上Δf曲线，该原子上Δf曲线表示在试料表面由上述指定单元指定的目的原子上的、探针前端与试料表面之间的距离Z同上述振动频率距共振频率的变化量即频率偏移Δf之间的关系；d)缺陷上测定实行单元，其测定缺陷上Δf曲线，该缺陷上Δf曲线表示在试料表面由上述指定单元指定的原子缺陷上的、探针前端与试料表面之间的距离Z同上述振动频率距共振频率的变化量Δf之间的关系；e)差运算单元，其计算上述原子上Δf曲线与上述缺陷上Δf曲线之差即差分Δf曲线；和f)变换运算单元，其通过进行将上述差分Δf曲线中的频率变化量变换为相互作用力的运算，来求出短距离相互作用力。