JP4891838B2 - Scanning probe microscope - Google Patents

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本発明は、液中での試料観察などに用いられる走査形プローブ顕微鏡に関する。   The present invention relates to a scanning probe microscope used for sample observation in liquid.

走査形プローブ顕微鏡（ＳＰＭ：Scanning Probe Microscope）の一つであるダイナミックモードＡＦＭは、カンチレバの固有振動数またはその付近の周波数でカンチレバを加振し、カンチレバの振幅あるいは周波数が一定に保たれるように探針と試料間の距離を制御して試料表面形状を観察する装置である。また、ダイナミックモードＡＦＭに含まれるＮＣ−ＡＦＭ（Noncontact Atomic Force Microscope）においても、同様な制御が行われる。   The dynamic mode AFM, one of the scanning probe microscopes (SPM), vibrates the cantilever at the natural frequency of the cantilever or a frequency in the vicinity thereof, so that the amplitude or frequency of the cantilever is kept constant. In addition, the distance between the probe and the sample is controlled to observe the sample surface shape. Similar control is also performed in an NC-AFM (Noncontact Atomic Force Microscope) included in the dynamic mode AFM.

このようにダイナミックモードＡＦＭでは、カンチレバはその固有振動数またはその付近の周波数で加振される。このため、ダイナミックモードＡＦＭでは、カンチレバの固有振動数を試料観察前に正確に見つけ、その見つけた固有振動数に基づいてカンチレバ加振周波数を設定する必要がある。なお、カンチレバの固有振動数（共振周波数）の検出は、共振カーブ測定を行うことによって行われる。すなわち、カンチレバの固有振動数の検出は、カンチレバ加振周波数をスイープさせながらカンチレバの振幅を検出し、振幅のピーク（共振ピーク）が得られたときの加振周波数を求めることによって行われる。   Thus, in the dynamic mode AFM, the cantilever is vibrated at its natural frequency or a frequency in the vicinity thereof. For this reason, in the dynamic mode AFM, it is necessary to accurately find the cantilever natural frequency before observing the sample and set the cantilever excitation frequency based on the found natural frequency. Note that the natural frequency (resonance frequency) of the cantilever is detected by measuring a resonance curve. That is, the detection of the natural frequency of the cantilever is performed by detecting the amplitude of the cantilever while sweeping the cantilever excitation frequency and obtaining the excitation frequency when the amplitude peak (resonance peak) is obtained.

ダイナミックモードＡＦＭは、真空中、大気圧中での試料観察はもちろん、液中での試料観察も可能である。この液中観察も行えるダイナミックモードＡＦＭについては、たとえば特開２００３−３２９５６５号公報（特許文献１）に開示されている。特許文献１のダイナミックモードＡＦＭにおいては、カンチレバホルダに加振用圧電素子（１０）が組み込まれており、その加振用圧電素子（１０）の振動がカンチレバ載せ台（８）を介してカンチレバ（５）に与えられるように構成されている。   The dynamic mode AFM can observe a sample in a liquid as well as a sample in a vacuum and atmospheric pressure. A dynamic mode AFM capable of performing observation in liquid is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-329565 (Patent Document 1). In the dynamic mode AFM of Patent Document 1, a vibrating piezoelectric element (10) is incorporated in a cantilever holder, and the vibration of the vibrating piezoelectric element (10) is transferred to the cantilever (8) via a cantilever mounting base (8). 5).

特開２００３−３２９５６５号公報JP 2003-329565 A

液中においては、カンチレバのＱ値は非常に小さくなる。すなわち、カンチレバが液中で共振しても、その振幅は大気中や真空中よりかなり小さくなる。このため、特許文献１において液中観察する場合には、加振用圧電素子（１０）を大気中観察時や真空中観察時よりも大きな振幅で振動させる必要がある。   In the liquid, the Q value of the cantilever is very small. That is, even if the cantilever resonates in the liquid, its amplitude is considerably smaller than in the atmosphere or vacuum. For this reason, when observing in liquid in Patent Document 1, it is necessary to vibrate the vibrating piezoelectric element (10) with a larger amplitude than that in air observation or vacuum observation.

さらに特許文献１では、加振用圧電素子（１０）で発生した振動は、その加振用圧電素子（１０）とカンチレバ（５）との間に介在するカンチレバ載せ台（８）でダンピング（吸収）されてしまう。このように特許文献１では、加振用圧電素子（１０）の振動がカンチレバ（５）へ伝達されにくい。   Further, in Patent Document 1, the vibration generated in the excitation piezoelectric element (10) is damped (absorbed) by the cantilever mounting base (8) interposed between the excitation piezoelectric element (10) and the cantilever (5). ) Will be. As described above, in Patent Document 1, the vibration of the vibrating piezoelectric element (10) is not easily transmitted to the cantilever (5).

これらの理由から、特許文献１において液中観察する場合には、加振用圧電素子（１０）をかなり大きな振幅で振動させる必要がある。   For these reasons, when observing in liquid in Patent Document 1, it is necessary to vibrate the vibrating piezoelectric element (10) with a considerably large amplitude.

ところが、このように加振用圧電素子（１０）を大きな振幅で振動させると、加振用圧電素子（１０）に接続されたカンチレバ載せ台（８）も大きく振動し、さらにはカンチレバホルダのその他の部分も振動してしまう。すると、その振動がカンチレバ以外のもの（カンチレバホルダの構成部品）の共振を励起し、上述した共振カーブ測定において、カンチレバ以外の共振ピークが増大してしまう。このように共振カーブ測定において共振ピークが増大すると、カンチレバの共振周波数ではない周波数に加振周波数を誤設定してしまい、安定した液中ＳＰＭ観察ができなくなる。   However, when the vibrating piezoelectric element (10) is vibrated with a large amplitude in this way, the cantilever mounting base (8) connected to the vibrating piezoelectric element (10) also vibrates greatly, and further, the cantilever holder and the like. The part of will also vibrate. Then, the vibration excites resonance of a component other than the cantilever (a component of the cantilever holder), and resonance peaks other than the cantilever increase in the above-described resonance curve measurement. Thus, when the resonance peak increases in the resonance curve measurement, the excitation frequency is erroneously set to a frequency that is not the cantilever resonance frequency, and stable SPM observation in liquid becomes impossible.

また、上述したようにカンチレバ以外のもの（カンチレバホルダの構成部品）が振動したり共振すると、その振動の影響を受けて次の問題が発生する。すなわち、上述した共振カーブ測定において、カンチレバの共振ピークが、正しい周波数位置（カンチレバの共振周波数位置）から少しずれた位置に現れてしまう。この場合にも、カンチレバの共振周波数ではない周波数に加振周波数を誤設定してしまう。   Further, as described above, when a thing other than the cantilever (a component part of the cantilever holder) vibrates or resonates, the following problems occur due to the influence of the vibration. That is, in the resonance curve measurement described above, the resonance peak of the cantilever appears at a position slightly deviated from the correct frequency position (resonance frequency position of the cantilever). Even in this case, the excitation frequency is erroneously set to a frequency that is not the resonance frequency of the cantilever.

本発明はこのような点に鑑みて成されたもので、その目的は、カンチレバをその共振周波数で加振して試料観察を行うことができる走査形プローブ顕微鏡を提供することにある。   The present invention has been made in view of these points, and an object thereof is to provide a scanning probe microscope capable of observing a sample by vibrating a cantilever at its resonance frequency.

上記目的を達成する請求項１に係る走査形プローブ顕微鏡は、カンチレバ載せ台を有するカンチレバホルダベースと、前記カンチレバ載せ台に載置されるカンチレバと、前記カンチレバの前記カンチレバ載せ台との接触面を第１の面、その第１の面の裏面をカンチレバの第２の面とするとき、前記第２の面に当接するように前記カンチレバホルダベース上に設けられた振動伝達部材と、前記振動伝達部材に取り付けられた加振用振動子を備えたことを特徴とする。   The scanning probe microscope according to claim 1 that achieves the above object includes a cantilever holder base having a cantilever mounting base, a cantilever mounted on the cantilever mounting base, and a contact surface of the cantilever mounting base of the cantilever mounting base. When the first surface and the back surface of the first surface are the second surface of the cantilever, the vibration transmission member provided on the cantilever holder base so as to contact the second surface, and the vibration transmission A vibrator for vibration attached to the member is provided.

本発明によれば、カンチレバをその共振周波数で加振して試料観察を行うことができる。   According to the present invention, it is possible to observe a sample by vibrating a cantilever at its resonance frequency.

以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明の走査形プローブ顕微鏡の一例を示したものであり、液中観察に適した本発明のダイナミックモードＡＦＭの一例を示したものである。なお、図２は、図１におけるカンチレバホルダ６を斜め前方から見た図である。   FIG. 1 shows an example of a scanning probe microscope of the present invention, and shows an example of a dynamic mode AFM of the present invention suitable for observation in liquid. 2 is a view of the cantilever holder 6 in FIG. 1 as viewed obliquely from the front.

図１において、１は本体ベースであり、本体ベース１上にｘｙｚ移動機構２が配置されている。そして、試料３を保持した試料ホルダ４がｘｙｚ移動機構２に着脱可能に取り付けられており、ｘｙｚ移動機構２によって試料３はｘｙｚ方向に移動可能である。   In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a main body base, and an xyz moving mechanism 2 is disposed on the main body base 1. A sample holder 4 holding the sample 3 is detachably attached to the xyz moving mechanism 2, and the sample 3 can be moved in the xyz direction by the xyz moving mechanism 2.

５はガラスカバーであり、ガラスカバー５は前記本体ベース１に取り付けられている。６はカンチレバホルダであり、カンチレバホルダ６は前記本体ベース１に着脱可能に取り付けられている。このカンチレバホルダ６にカンチレバ７が保持されており、カンチレバ先端の探針８は前記試料３に対向している。また、カンチレバ７は、試料３上に滴下された溶液９中に浸されており、その溶液９の液面は表面張力により前記ガラスカバー５に密着している。   Reference numeral 5 denotes a glass cover, and the glass cover 5 is attached to the main body base 1. Reference numeral 6 denotes a cantilever holder, and the cantilever holder 6 is detachably attached to the main body base 1. A cantilever 7 is held by the cantilever holder 6, and a probe 8 at the tip of the cantilever faces the sample 3. The cantilever 7 is immersed in a solution 9 dropped on the sample 3, and the liquid surface of the solution 9 is in close contact with the glass cover 5 due to surface tension.

１０はレーザ光源である。レーザ光源１０からのレーザ光はガラスカバー５を通ってカンチレバ７に照射され、カンチレバ７からの反射光はガラスカバー５を通って分割タイプＰＤ（フォトダイオード）１１で検出されるように構成されており、光てこの原理によりカンチレバ７の変位（たわみ）が検出される。   Reference numeral 10 denotes a laser light source. The laser light from the laser light source 10 is irradiated to the cantilever 7 through the glass cover 5, and the reflected light from the cantilever 7 is detected by the split type PD (photodiode) 11 through the glass cover 5. The displacement (deflection) of the cantilever 7 is detected based on the principle of the optical lever.

以上、図１の装置構造の概略を説明した。以下、本発明の特徴部分である前記カンチレバホルダ６の構造について、図１および図２を用いて詳しく説明する。   The outline of the apparatus structure in FIG. 1 has been described above. Hereinafter, the structure of the cantilever holder 6, which is a characteristic part of the present invention, will be described in detail with reference to FIGS.

１２はカンチレバホルダベースであり、カンチレバホルダベース１２は前記本体ベース１に着脱可能に取り付けられている。そして、カンチレバホルダベース１２はカンチレバ載せ台１３を有しており、カンチレバ載せ台１３はカンチレバホルダベース１２の一部分である（図２参照）。前記カンチレバ７は、固定金具１４で押え付けられてカンチレバ載せ台１３に固定されており、その固定金具１４は固定ビス１５によりカンチレバ載せ台１３に固定されている。なお、以後の説明において、前記カンチレバ７のカンチレバ載せ台１３との接触面を第１の面Ｓ１と呼び、その裏面（探針８側の面）を第２の面Ｓ２と呼ぶ。従って、カンチレバ７の第２の面Ｓ２が前記固定金具１４で押え付けられていることになる。   Reference numeral 12 denotes a cantilever holder base. The cantilever holder base 12 is detachably attached to the main body base 1. And the cantilever holder base 12 has the cantilever mounting base 13, and the cantilever mounting base 13 is a part of the cantilever holder base 12 (refer FIG. 2). The cantilever 7 is pressed by a fixing bracket 14 and fixed to the cantilever mounting table 13, and the fixing bracket 14 is fixed to the cantilever mounting table 13 by a fixing screw 15. In the following description, the contact surface of the cantilever 7 with the cantilever mounting base 13 is referred to as a first surface S1, and the back surface (surface on the probe 8 side) is referred to as a second surface S2. Therefore, the second surface S2 of the cantilever 7 is pressed by the fixing bracket 14.

また、カンチレバホルダベース１２には、その上面１２ａから下面１２ｂにかけて貫通する２つの孔１６，１７（図２参照）が開けられており、その孔１６，１７に１本の振動伝達ワイヤ（振動伝達部材）１８が通されている。振動伝達ワイヤ１８は孔１６，１７の側面に接触しておらず、従って、振動伝達ワイヤ１８はカンチレバホルダベース１２に接触していない。そして、振動伝達ワイヤ１８の一端は、カンチレバホルダベース１２の上面１２ａ側においてワイヤ固定台（振動伝達部材）１９の下面に固定されており、一方、振動伝達ワイヤ１８の他端は、同様にワイヤ固定台１９の下面に固定されている。振動伝達ワイヤ１８は、振動が伝わりやすい硬い金属で作られている。   Further, the cantilever holder base 12 has two holes 16 and 17 (see FIG. 2) penetrating from the upper surface 12a to the lower surface 12b, and one vibration transmission wire (vibration transmission) is formed in the holes 16 and 17. Member) 18 is passed. The vibration transmission wire 18 does not contact the side surfaces of the holes 16 and 17, and therefore the vibration transmission wire 18 does not contact the cantilever holder base 12. One end of the vibration transmission wire 18 is fixed to the lower surface of the wire fixing base (vibration transmission member) 19 on the upper surface 12a side of the cantilever holder base 12, while the other end of the vibration transmission wire 18 is similarly a wire. It is fixed to the lower surface of the fixed base 19. The vibration transmission wire 18 is made of a hard metal that easily transmits vibration.

また、コイルバネ２０，２１が、前記ワイヤ固定台１９の下面とカンチレバホルダベース１２の上面１２ａ間にそれぞれ配置されており、前記振動伝達ワイヤ１８の一端は、コイルバネ２０の内側を通って前記ワイヤ固定台１９の下面に固定されている。一方、前記振動伝達ワイヤ１８の他端は、コイルバネ２１の内側を通ってワイヤ固定台１９の下面に固定されている。コイルバネ２０，２１は、振動が伝わりにくいやわらかい金属で作られている。   Coil springs 20 and 21 are respectively disposed between the lower surface of the wire fixing base 19 and the upper surface 12a of the cantilever holder base 12, and one end of the vibration transmission wire 18 passes through the inside of the coil spring 20 to fix the wire. It is fixed to the lower surface of the base 19. On the other hand, the other end of the vibration transmitting wire 18 passes through the inside of the coil spring 21 and is fixed to the lower surface of the wire fixing base 19. The coil springs 20 and 21 are made of a soft metal that is difficult to transmit vibration.

そして、振動伝達ワイヤ１８は、図１および図２に示すように、カンチレバ７の第２の面Ｓ２（探針８側の面）に当接している。この状態ではコイルバネ２０，２１は圧縮状態にあり、また、そのように圧縮状態となるように振動伝達ワイヤ１８の長さが予め調整されている。このため、カンチレバ７の第２の面Ｓ２は、コイルバネ２０，２１の力を受けた振動伝達ワイヤ１８で押え付けられている。この例では、振動伝達ワイヤ１８はカンチレバ７の左右側面には当接しておらず、カンチレバ７の第２の面Ｓ２のみに当接している。なお、固定ビス１５を緩めてカンチレバ７をカンチレバ載せ台１３から取り外す作業は、ワイヤ固定台１９を押し下げ（−ｚ方向に押し下げる）、振動伝達ワイヤ１８をカンチレバ７の第２の面Ｓ２から離しながら行われる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the vibration transmission wire 18 is in contact with the second surface S <b> 2 (surface on the probe 8 side) of the cantilever 7. In this state, the coil springs 20 and 21 are in a compressed state, and the length of the vibration transmitting wire 18 is adjusted in advance so as to be in the compressed state. For this reason, the second surface S <b> 2 of the cantilever 7 is pressed by the vibration transmission wire 18 that receives the force of the coil springs 20, 21. In this example, the vibration transmission wire 18 is not in contact with the left and right side surfaces of the cantilever 7, but is in contact with only the second surface S2 of the cantilever 7. The operation of loosening the fixing screw 15 and removing the cantilever 7 from the cantilever mounting base 13 is performed by pushing down the wire fixing base 19 (pressing down in the −z direction) and separating the vibration transmission wire 18 from the second surface S2 of the cantilever 7. Done.

また、図中２２は加振用圧電素子（加振用振動子）であり、加振用圧電素子２２は前記ワイヤ固定台１９の上面に接着されている。２３は加振用電源である。   In the figure, reference numeral 22 denotes a vibrating piezoelectric element (vibrating vibrator), and the vibrating piezoelectric element 22 is bonded to the upper surface of the wire fixing base 19. Reference numeral 23 denotes a vibration power source.

このような構成において、カンチレバ７を加振するときは、加振用電源２３から加振用圧電素子２２に電圧が印加される。その際、カンチレバを加振したい周波数に対応して、加振用電源２３から加振用圧電素子２２に所定の電圧が印加される。   In such a configuration, when the cantilever 7 is vibrated, a voltage is applied from the vibration power source 23 to the vibration piezoelectric element 22. At this time, a predetermined voltage is applied from the vibration power source 23 to the vibration piezoelectric element 22 in accordance with the frequency at which the cantilever is desired to be vibrated.

この電圧印加により、加振用圧電素子２２は指定された周波数で振動し、その振動はワイヤ固定台１９を介して振動伝達ワイヤ１８に伝えられる。この振動伝達ワイヤ１８はカンチレバ７の第２の面Ｓ２（探針８側の面）に当接しているので、振動伝達ワイヤ１８に伝えられた前記振動は、カンチレバ７の第２の面Ｓ２側からカンチレバ７に伝えられる。   By applying this voltage, the vibrating piezoelectric element 22 vibrates at a specified frequency, and the vibration is transmitted to the vibration transmitting wire 18 via the wire fixing base 19. Since the vibration transmission wire 18 is in contact with the second surface S2 (surface on the probe 8 side) of the cantilever 7, the vibration transmitted to the vibration transmission wire 18 is on the second surface S2 side of the cantilever 7. To the cantilever 7.

このように本発明のカンチレバホルダにおいては、加振用圧電素子２２で発生した振動は、振動が伝わりやすい振動伝達ワイヤ１８を介して、カンチレバ７の第２の面Ｓ２（探針８側の面）に伝えられる。その振動伝達の際、振動伝達ワイヤ１８はカンチレバホルダベース１２に接触しないので、加振用圧電素子２２で発生した振動がカンチレバホルダベース１２に伝わることは殆どない。このため、本発明のカンチレバホルダにおいては、加振用圧電素子２２の振動が効率よくカンチレバ７へ伝達され、カンチレバ７を効率よく加振することができる。   As described above, in the cantilever holder of the present invention, the vibration generated in the excitation piezoelectric element 22 is transmitted through the vibration transmission wire 18 through which the vibration is easily transmitted, to the second surface S2 of the cantilever 7 (surface on the probe 8 side). ) During the vibration transmission, the vibration transmission wire 18 does not come into contact with the cantilever holder base 12, so that vibration generated by the vibrating piezoelectric element 22 is hardly transmitted to the cantilever holder base 12. For this reason, in the cantilever holder of the present invention, the vibration of the vibrating piezoelectric element 22 is efficiently transmitted to the cantilever 7, and the cantilever 7 can be vibrated efficiently.

さらに、本発明のカンチレバホルダにおいては、上述したように、加振用圧電素子２２の振動がカンチレバホルダベース１２に殆ど伝わらないので、従来発生していたカンチレバ以外の構造物の共振を抑えることができる。このため、本発明における前記共振カーブ測定においては、カンチレバ以外の共振ピークの発生を抑えることができると共に、カンチレバの共振ピークの周波数位置ずれを防止することができる。このような共振カーブが得られる本発明においては、カンチレバ加振周波数をカンチレバ７の共振周波数に正しく合わせることができ、カンチレバ７をその共振周波数で加振することができる。このため、高感度な液中ＳＰＭ観察を行うことができる。   Furthermore, in the cantilever holder of the present invention, as described above, the vibration of the vibrating piezoelectric element 22 is hardly transmitted to the cantilever holder base 12, so that the resonance of structures other than the cantilever that has been generated conventionally can be suppressed. it can. For this reason, in the resonance curve measurement in the present invention, it is possible to suppress the generation of resonance peaks other than the cantilever and to prevent the frequency position shift of the resonance peak of the cantilever. In the present invention in which such a resonance curve is obtained, the cantilever excitation frequency can be correctly matched with the resonance frequency of the cantilever 7, and the cantilever 7 can be vibrated at the resonance frequency. For this reason, highly sensitive in-liquid SPM observation can be performed.

図３は、本発明の図１の装置において測定された共振カーブ（実線）と、従来方式において測定された共振カーブ（破線）を比較表示したものである。   FIG. 3 shows a comparison between the resonance curve (solid line) measured in the apparatus of FIG. 1 of the present invention and the resonance curve (broken line) measured in the conventional method.

従来方式では、カンチレバの共振ではないピークＡが最大となっている。また、カンチレバの共振周波数位置ｆ０から少しずれたｆ１にピークＢが出てしまっている。すなわち、カンチレバの共振ピークの周波数位置ずれが発生している。このようなピークＡやＢの周波数にカンチレバ加振周波数を合わせたのでは、高感度な液中ＳＰＭ観察は行えない。 In the conventional method, the peak A that is not the resonance of the cantilever is the maximum. In addition, a peak B appears at f 1 that is slightly shifted from the resonance frequency position f 0 of the cantilever. That is, the frequency position shift of the resonance peak of the cantilever has occurred. If the cantilever excitation frequency is adjusted to such frequencies of peaks A and B, high-sensitivity SPM observation in liquid cannot be performed.

一方、本発明では、カンチレバの共振周波数位置ｆ０にカンチレバの共振ピークＰが明確に計測されており、そのピークＰが最大となっている。このように本発明では、カンチレバ７の第２の面Ｓ２（探針８側の面）からの加振により、スプリアスの少ない共振カーブが得られる。そして、ピークＰの周波数にカンチレバ加振周波数を合わせることで、スロープ検出方式においてもマイカの原子像が得られる程、高感度な液中ＳＰＭ観察が行える。 On the other hand, in the present invention, the resonance peak P of the cantilever is clearly measured at the resonance frequency position f 0 of the cantilever, and the peak P is maximum. As described above, in the present invention, a resonance curve with less spurious can be obtained by excitation from the second surface S2 of the cantilever 7 (surface on the probe 8 side). Then, by matching the cantilever excitation frequency with the frequency of the peak P, SPM observation in liquid can be performed with high sensitivity so that an atomic image of mica can be obtained even in the slope detection method.

以上、本発明の一例を説明した。   Heretofore, an example of the present invention has been described.

次に、本発明の他の例を、図４を用いて説明する。なお、図４において、図１の構成要素と同じものに対しては図１と同じ番号を付け、その説明を省略する。   Next, another example of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and description thereof is omitted.

図４において、２４はカンチレバホルダであり、２５はそのカンチレバホルダベースである。カンチレバホルダベース２５は前記本体ベース１に着脱可能に取り付けられている。カンチレバホルダベース２５はカンチレバ載せ台２６を有しており、このカンチレバ載せ台２６はカンチレバホルダベース２５の一部分である。   In FIG. 4, 24 is a cantilever holder, and 25 is the cantilever holder base. The cantilever holder base 25 is detachably attached to the main body base 1. The cantilever holder base 25 has a cantilever mounting base 26, and this cantilever mounting base 26 is a part of the cantilever holder base 25.

なお、カンチレバホルダベース２５の形状は、前記図１におけるカンチレバホルダベース１２の形状とほぼ同じである。すなわち、前記孔１６，１７を有していない点を除けば、カンチレバホルダベース２５の形状は前記カンチレバホルダベース１２の形状と同じである。   The shape of the cantilever holder base 25 is substantially the same as the shape of the cantilever holder base 12 in FIG. In other words, the shape of the cantilever holder base 25 is the same as the shape of the cantilever holder base 12 except that the holes 16 and 17 are not provided.

前記カンチレバ７は、その第２の面（探針８側の面）Ｓ２が固定金具２７で押え付けられてカンチレバ載せ台２６に固定されており、固定金具２７は前記固定ビス１５によりカンチレバ載せ台２６に固定されている。固定金具２７は、振動が伝わりやすい硬い金属で作られている。   The cantilever 7 has its second surface (surface on the side of the probe 8) S2 pressed by a fixing bracket 27 and fixed to the cantilever mounting table 26. The fixing bracket 27 is fixed to the cantilever mounting table by the fixing screw 15. 26 is fixed. The fixing bracket 27 is made of a hard metal that easily transmits vibration.

そして、加振用圧電素子（加振用振動子）２８が固定金具２７の表面に接着されている。２９は加振用電源である。   A vibrating piezoelectric element (vibrating vibrator) 28 is bonded to the surface of the fixing bracket 27. Reference numeral 29 denotes an excitation power source.

このような構成において、カンチレバ７を加振するときは、加振用電源２９から加振用圧電素子２８に電圧が印加される。その際、カンチレバを加振したい周波数に対応して、加振用電源２９から加振用圧電素子２８に所定の電圧が印加される。   In such a configuration, when the cantilever 7 is vibrated, a voltage is applied from the vibration power source 29 to the vibration piezoelectric element 28. At that time, a predetermined voltage is applied from the vibration power supply 29 to the vibration piezoelectric element 28 in accordance with the frequency at which the cantilever is desired to be vibrated.

この電圧印加により、加振用圧電素子２８は指定された周波数で振動し、その振動は、振動伝達部材である固定金具２７に伝えられる。この固定金具２７はカンチレバ７の第２の面Ｓ２（探針８側の面）に当接しているので、固定金具２７に伝えられた前記振動は、カンチレバ７の第２の面Ｓ２側からカンチレバ７に伝えられる。   By applying this voltage, the vibrating piezoelectric element 28 vibrates at a specified frequency, and the vibration is transmitted to the fixing bracket 27 which is a vibration transmitting member. Since the fixing bracket 27 is in contact with the second surface S2 (surface on the probe 8 side) of the cantilever 7, the vibration transmitted to the fixing bracket 27 is cantilevered from the second surface S2 side of the cantilever 7. 7

このような本発明においても、カンチレバ７の第２の面Ｓ２（探針８側の面）からの加振により、図１の例と同様なスプリアスの少ない共振カーブが得られる。このため、カンチレバ加振周波数をカンチレバ７の共振周波数に正しく合わせることができ、カンチレバ７をその共振周波数で加振することができる。   Also in the present invention, a resonance curve with less spuriousness similar to the example of FIG. 1 can be obtained by excitation from the second surface S2 (surface on the probe 8 side) of the cantilever 7. For this reason, the cantilever excitation frequency can be correctly matched with the resonance frequency of the cantilever 7, and the cantilever 7 can be vibrated at the resonance frequency.

なお、本発明は上記例に限定されるものではない。たとえば、上述したカンチレバホルダは、液中観察だけでなく、大気中や真空中での試料観察にも利用することができる。   The present invention is not limited to the above example. For example, the above-mentioned cantilever holder can be used not only for observation in liquid but also for sample observation in air or vacuum.

本発明の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of this invention. 図１のカンチレバホルダの斜視図である。It is a perspective view of the cantilever holder of FIG. 本発明と従来方式の共振カーブ測定結果を示した図である。It is the figure which showed the resonance curve measurement result of this invention and the conventional system. 本発明の他の例を示した図である。It is the figure which showed the other example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１…本体ベース、２…ｘｙｚ移動機構、３…試料、４…試料ホルダ、５…ガラスカバー、６…カンチレバホルダ、７…カンチレバ、８…探針、９…溶液、１０…レーザ光源、１１…フォトダイオード、１２…カンチレバホルダベース、１３…カンチレバ載せ台、１４…固定金具、１５…固定ビス、１６，１７…孔、１８…振動伝達ワイヤ、１９…ワイヤ固定台、２０，２１…コイルバネ、２２…加振用圧電素子、２３…加振用電源、２４…カンチレバホルダ、２５…カンチレバホルダベース、２６…カンチレバ載せ台、２７…固定金具、２８…加振用圧電素子、２９…加振用電源、Ｓ１…第１の面、Ｓ２…第２の面   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base body, 2 ... xyz moving mechanism, 3 ... Sample, 4 ... Sample holder, 5 ... Glass cover, 6 ... Cantilever holder, 7 ... Cantilever, 8 ... Probe, 9 ... Solution, 10 ... Laser light source, 11 ... Photodiode, 12 ... cantilever holder base, 13 ... cantilever mounting base, 14 ... fixing bracket, 15 ... fixing screw, 16, 17 ... hole, 18 ... vibration transmission wire, 19 ... wire fixing base, 20, 21 ... coil spring, 22 DESCRIPTION OF SYMBOLS: Piezoelectric element for vibration, 23: Power supply for vibration, 24: Cantilever holder, 25: Cantilever holder base, 26: Cantilever mounting base, 27: Fixing bracket, 28: Piezoelectric element for vibration, 29: Power supply for vibration , S1 ... first surface, S2 ... second surface

Claims (2)

カンチレバ載せ台を有するカンチレバホルダベースと、前記カンチレバ載せ台に載置されるカンチレバと、前記カンチレバの前記カンチレバ載せ台との接触面を第１の面、その第１の面の裏面をカンチレバの第２の面とするとき、前記第２の面に当接するように前記カンチレバホルダベース上に設けられた振動伝達部材と、前記振動伝達部材に取り付けられた加振用振動子を備えたことを特徴とする走査形プローブ顕微鏡。 A cantilever holder base having a cantilever platform, a cantilever placed on the cantilever platform, a contact surface of the cantilever platform with the cantilever platform, a first surface, and a back surface of the first surface of the cantilever platform A vibration transmission member provided on the cantilever holder base so as to be in contact with the second surface, and an excitation vibrator attached to the vibration transmission member. Scanning probe microscope. 前記振動伝達部材はワイヤーで形成されていることを特徴とする請求項１記載の走査形プローブ顕微鏡。   The scanning probe microscope according to claim 1, wherein the vibration transmitting member is formed of a wire.
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