目的
AFMで計測する物体の表面形状を、高精度で推定することを可能にし、フィードバック制御系が受ける制約を緩和して、高帯域のAFMを提供する。
効果
AFMで計測する物体の表面形状を推定する外乱オブザーバである表面形状オブザーバ(STO)は、フィードバックループとは独立な開ループで実現され、本発明に係るAFMの帯域は、閉ループ方式の安定性に影響を与えることはないため、フィードバック制御系よりも高帯域化されたAFMを提供することができる。
技術概要
試料表面の表面形状を推定する高帯域原子間力顕微鏡装置であって、
前記試料表面と原子間力を介して相互作用する探針を有し、前記原子間力によってたわみ、摩擦力によってゆがみを生ずるカンチレバと、
前記カンチレバに向けて第1のレーザ光を入射するレーザ光提供手段と、
前記カンチレバが前記第1のレーザ光を反射することにより発せられた第2のレーザ光を検出する光検出手段と、
前記試料を載せたピエゾと、
前記カンチレバの変位が一定になるように、前記試料表面と前記探針との間の距離を前記ピエゾに入力電圧を入力することにより制御し、前記第2のレーザ光の強度の相対変化から前記カンチレバの前記たわみと前記ゆがみとを出力電圧として検出し、前記出力電圧から前記試料表面の表面形状を推定するコントローラと、
推定された前記表面形状を記録するデータ記憶手段とを備え、
前記コントローラは、前記入力電圧と前記出力電圧とを入力とし、前記出力電圧から得られる前記試料表面の表面形状を外乱オブザーバとみなして、前記試料表面の表面形状を推定することを特徴とする高帯域原子間力顕微鏡装置。