(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低温計測デバイスがサンプルの物理的特性による空間的に解析された微視的なイメージを発生させることを可能にする顕微鏡であって、
低温物若しくは低温冷却装置を保持する第１セクション、及び大気圧と真空を隔離する約２５μｍの厚さの透明の窓を一部分に有し真空空間を囲む第２セクションを備えるハウジングと、
前記低温計測デバイスと前記窓の間隔を調整する手段と、
前記サンプルと前記低温計測デバイスとの間隔を低温センサが前記サンプルの５０μｍ以内に位置するように調整する手段と、
前記サンプルを計測した前記低温計測デバイスの出力を前記サンプルの物理的特陛によるイメージに変換する手段とを備え、
前記低温計測デバイスは、熱伝導体を備え、前記熱伝導体の一部は前記低温物若しくは前記低温冷却装置と熱交換し、前記熱伝導体の別の一部は前記低温センサに付され、解析されたイメージを得るために前記サンプルの物理的特性を計測するためのものであり、前記サンプルをスキャンするための前記窓近傍に計測端が配置されて前記ハウジングに備えられ、
前記サンプルは、前記ハウジングの外に置かれ、
前記低温計測デバイスと前記窓との配置は前記窓が透明であるゆえに容易であることを特徴とする顕微鏡。
【請求項２】
前記低温計測デバイスの出力を記録する手段を備えることを特徴とする請求項１記載の顕微鏡。
【請求項３】
前記窓は１気圧下において硬さが保てるに十分な硬さを備えた顕微鏡レベルで薄い窓である事を特徴とする請求項１記載の顕微鏡。
【請求項４】
前記窓は、プラスティック、サファイア、ダイアモンド、金属被膜フィルム、MgO、SiN及びLaAlO3からなる光学的に赤外線若しくは紫外線を透過する窓であることを特徴とする請求項１記載の顕微鏡。
【請求項５】
前記熱伝導体は、ロッド形状であり、その一端は前記低温センサに搭載される先端を切り取った円錐形であることを特徴とする請求項４記載の顕微鏡。
【請求項６】
前記低温センサは、シングルSQUID、マルチプルSQUID、ホール検知器、シングルジャンクション超伝導デバイス、マルチプルジャンクション超伝導デバイス、ジャイアントマグネットレジスタンス（GMR）エフェクトデバイス、コロサルマグネットレジスタンス（CMR)エフェクトデバイス、シングルエレクトロントランジスタ、クーロンブロッケイドデバイス、ボロメーター、光電陰極、フォトレジスティプデバイス、低温場効果デバイス及び2-D電子ガスデハイスの中から選択されたものであることを特徴とする請求項１記載の顕微鏡。
【請求項７】
前記低温センサはSQUIDセンサであることを特徴とする請求項４記載の顕微鏡。
【請求項８】
前記SQUIDセンサは、YBa2Cu302からなることを特徴とする請求項８記載の顕微鏡。
【請求項９】
前記窓の正面で前記ハウジングの外の位置に前記サンプルを保持するホルダーと、前記ホルダーを動かす手段と、前記ホルダーを動かす手段の作動を制御する手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の顕微鏡。
【請求項１０】
前記サンプルを保持する手段は、ステージと、少なくとも１つのモーターを備える前記ステージを動かす手段とを備えることを特徴とする諸求項９記載の顕微鏡
【請求項１１】
前記ステージは、x-y-z方向に移動するステージであることを特徴とする請求項11記載の顕微鏡
【請求項１２】
前記サンプルの位置を制御し前記低温計測デバイスの出力を画面表示するコンピュータを備えることを特徴とする請求項１記載の顕微鏡。
【請求項１３】
前記窓は、0.1mm以下の厚さでサファイアからなることを特徴とする請求項12記載の顕微鏡。
【請求項１４】
サンプルから５０μｍに位置し前記サンプルのマイクロウェーブ、光、紫外線及ぴ赤外線を検知することができる低温計測デバイスによりサンプルをスキャンし、
前記出力を変換して前記サンプルのマイクロウェーブ、光紫外線若しくは赤外線の特性からイメージを得る方法とを含み、
前記低温計測デバイスは、低温物若しくは低温冷却装置を保持する第１セクション、及び大気圧と真空を隔離する薄い透明の窓を一部分に有する真空空間を囲む第２セクションを有するハウジングに設けられ、ハウジングの外に置かれたサンプルをスキャンするためにハウジングの透明で約２５μｍの厚さの窓の近傍に位置する検知端を有し、
サンプルのマイクロウェーブ、光、紫外線若しくは赤外線を検知端により検知し、出力を発生させることを特徴とするサンプルのマイクロウェーブ、光、紫外線若しくは赤外線を画像化することを特徴とする検査方法。
【請求項１５】
前記低温計測デバイスは、ボロメーターを有することを特徴とする諸求項１７記載の検査方法。
【請求項１６】
低温計測デバイスは、低温物若しくは低温冷却装置を保持する第１セクション、及び大気圧と真空を隔離しサンプルをスキャンするための約２５μｍの厚さの透明の窓をその一部分に有する真空空間を囲む第２セクションを有する顕微鏡内のハウジング内に設け、前記窓の近傍に位置する計測端を有し、
前記サンプルは、前記ハウジングの外に置かれ、
出力を発生する低湿計測デバイスの計測端によりサンプルの磁場を検知して50μmの解像度で解析し、
前記サンプルの磁場から画像を得るために出力を変換し、
前記低温計測デバイスによりサンプルをスキャンしてサンプルの磁場を画像化することを特徴とする検査方法。
【請求項１７】
SQUID、ホール検知器、GMR若しくはCMRを有する前記低温計測デバイスを備えることを特徴とする請求項１９記載の検査方法。
【請求項１８】
低温計測デバイスは、低温物若しくは低温冷却装置を保持する第１セクション、及び大気圧と真空を隔離し、サンプルをスキャンするための約２５μｍの厚さの透明の窓をその一部分に有する真空空間を囲む第２セクションを有する顕微鏡内のハウジング内に設けられ、前記窓の近傍に位置する計測端を有し、
前記サンプルはハウジングの外に置かれ、
出力を発生する低温計測デバイスの計測端によりサンプルの竃場を検知して50μmの解像度で解像し、
前記サンプルの電場からイメージを得るために出力を変換し、
前記低温計測デバイスによりサンプルをスキャンしてサンプルの電場を画像化することを特徴とする検査方法。
【請求項１９】
低温計測デバイスがサンプルの物理的特性によって空間的に解析された微視的なイメージを発生させることを可能にする顕微鏡において、
低温物若しくは低温冷却装置を保持する第１セクション、及び大気圧と真空を隔離し前記サンプルをスキャンするための約２５μｍの厚さの透明の窓を一部分に有する真空空間を囲む第２セクションとを備えるハウジングと、
前記サンプルと前記低温計測デバイスが互いに５０μｍの位置になるように、互いに連動して前記窓と低温計測デバイスとを動かす手段と、
前記ハウジングの第１セクションから前記低温計測デバイスと熱交換する熱伝導体へ前記低温物を供給する銅管で、前記低温物を流通する一端と熱伝導体に低温物を供給する他端とを有するじゃばら状の銅管を備え、
前記サンプルを計測した前記低温計測デバイスからの出力を前記サンプルの物理的特性を画像化するために変換する手段とを備え、
前記低温計測デバイスは、前記ハウジングに備えられ、前記窓近傍に計測端が配置され、解析されたイメージを得るためにサンプルの物理的特性を計測し、
前記サンプルは前記ハウジングの外に置かれることを特徴とする顕微銑
【請求項２０】
基板は、サファイアであることを特徴とする請求項23記載の顕微鏡。
【請求項２１】
低温計測デバイスがサンプルの物理的特性により空間的に解析された微視的なイメージを発生させることを可能にする顕微鏡において、
低温物若しくは低温冷却装置を保持する第１セクション、及び大気圧と真空を隔離し前記サンプルをスキャンするための約２５μｍの厚さの透明の窓をその一部分に有する真空空間を囲池第２セクションとを備えるハウジングと、
前記窓近傍に計測端が配置され、前記ハウジングに備えられ、解析されたイメージを得るために前記サンプルの物理的特性を計測し前記サンプルの解析されたイメージを得るために物理的特性を示す出力を行う前記低温計測デバイスと、
前記ハウジングの外に前記サンプルを保持するサンプル保持手段と、
低温計測デバイスとサンプル保持手段が複数の相互の位置関係を達成できるように、低温計測デバイスと低温センサがサンプルと５０μｍ以内に位置できるようにサンプル保持手段との間の相互動作を引き起こす作動手段と、
複数の相互の位置関係を検知し、複数の相互の位置関係を示す位置信号を出力する位置検知手段と、
前記位置信号と前記出力によりサンプルの解析されたイメージを引き出すために、それぞれの前記複数の相互の位置関係における低温計測デバイスからの前記位置信号と前記出力を受け取るイメージング手段とを備え、
前記サンプルは前記ハウジングの外に置かれ、
前記低温計測デバイスと前記薄い透明窓との配置は、前記窓が透明であるゆえに容易になっていることを特徴とする顕微鏡
【請求項２２】
前記サンプル保持手段は、少なくともｘ及びｙ方向に前記低温計測デバイスに連動して可動するもので、前記作動手段は、サンプルのラスタースキャンを実現するために低温計測デバイスに連動して少なくともＸおよびｙ方向においてサンプル保持手段を動かす手段を有することを特徴とする請求項２５記載の顕微鏡。
【請求項２３】
前記サンプル保持手段は、少なくともｘ及びｙ方向において可動のサンプルステージを備え、前記作動手段は、少なくともｘ及びｙ方向においてサンプルステージを動かすためのステッパーモーターを備えることを特徴とする請求項２６記載の顕微鏡。
【請求項２４】
低温計測デバイスがサンプルの物理的特性による空間的に解析された微視的なイメージを発生させることを可能にする顕微鏡において、
低温物若しくは低温冷却装置を保持する第１セクション、及び真空空間を囲む第２セクションとを備えるハウジングを備え、
前記第２セクションは、開口部を明確にするプレート、前記プレートと別に備えられた窓支持部、前記プレートに速動して前記窓支持部が可動になるようにしてプレートを窓支持部に接続する手段、及び窓支持部に備えられサンプルをスキャンするための薄い透明な窓を備え、
低温計測デバイスと前記窓の間隔を調整するねじ手段と、
サンプルと窓との間隔を調整するためのサンプルを保持するステージ手段と、
前記サンプルを計測した前記低温計測デバイスの出力を前記サンプルの物理的特性によるイメージに変換する手段とを備え、
前記窓、前記窓支持部、前記接続する手段、及び前記プレートは、真空空間を囲む構造であり、
前記低温計測デバイスは、解析されたイメージを得るためにサンプルの物理的特性を計測するためのものであって、前記窓近傍に計測端が配置されて前記第２セクションに備えられ、冷却路としてのじゃばらを備え、
前記サンプルは前記ハウジングの外に置かれ、
前記低温計測デバイスと前記薄い透明窓との配置は前記窓が透明であるゆえに容易になっており、
さらにねじ手段とステージ手段により低温センサはサンプルに対して数ミクロンに位置するようになることを特徴とする顕微鏡。
【請求項２５】
前記窓は、0.1mmより薄くサファイアを含んでいることを特徴とする請求項28記載の顕微鏡。
【請求項２６】
前記低温計測デバイスは、SQUIDであることを特徴とする請求項30記載の顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
発明の属する技術分野
真空内に設置された低温センサを有する真空空間外の室温オブジェクトの物理的特性用の顕微鏡検査のための機器に関する。
発明の背景技術
近年では、マイクロエレクトロニクス回路の出現とエレクトロニクス技術の進歩に関連して、素材と機器の電磁気的な属性を非破壊的に計測する必要性を多くの産業が有している。高い空間解析と高感度での磁気による画像化の段階は非現実のものであり、その一方で低い感度若しくは低い空間的な測定では決定的に電気的特性を解析することができなかった。
半導体マイクロエレクトロニクスの試験分野においては、半導体マイクロエレクトロニクス機器の制御とそれに関する回路に関して、データを画像化し電流を計測する必要があった。
生物学における場の磁気共鳴による画像化の出現とともに、生物学、生物化学の問題に関して多くの新しい発見がされた。しかしながら、この分野に適用されたその技術が、低振動数の領域のピコテスラ内の大変高感度な読み取り、或いは高振動数の領域における良好な空間解析を実現することはなかった。
数ミクロン或いはもっと小さなスケールで磁場を画像化する多くの技術が開発されてきた。これらの技術には、磁気抵抗若しくはホール検知センサ、薄磁気光学フィルム、磁力顕微鏡検査、及び電子ビーム干渉計測による技術が含まれる。これらの技術は限定的に成功をもたらしたものの、場と素地面の高い解析と高感度な画像化の分野においては実用的ではなかった。
さらに、多くの感度計（susceptometers）や磁気計測装置に超伝導量子インターフェースデバイス（Superconducting Quantum Interface Device）若しくはＳＱＵＩＤＳを使用することが検討された。従来のＳＵＱＵＩＤシステムは高い磁場解析を実現するために開発されたにもかかわらず、顕微鏡結像装置において実現するには実用的ではなかった。従来技術のＳＱＵＩＤＳを使った磁気による画像化装置は、微視的なイメージ解像には十分でない１ミリメートルより大きなスケールの空間解析であった。さらにこれらの機器はサンプルを真空中に置くことを必要とした。もちろん、液体や生物標本などの多くのサンプルを真空中に置くことは不可能である。このように、現在焦点となる現行の多くの低い空間解析のＳＱＵＩＤの結像作用の磁気発生源を計測することは、実用的ではない。
アメリカ合衆国特許番号０８／０６１，１０２の「微弱電流と磁場における微視的な空間的変動を結像する方法及び装置」を参照すると、強化された空間解析と磁場感度により前述の計測のすべてが可能な装置であることを明らかにしている。しかしながら、低温の液体若しくは真空にさらされたときにサンプルが破壊されてしまう結果を生じさせるようなデューワーの中にサンプルを置くことを必要とした。サンプルが真空状態若しくは低温状態に耐えられるものであったとしても、画像化のために真空中にサンプルを取り込むことは時間がかかるし面倒なことである。また、画像化できるサンプルの大きさが限られているという問題もあった。
発明の開示
本発明は上述の問題点に鑑みなされたものであり、電磁気的な物理的特性等を効率よく計測することを目的とする。
本発明の別の目的は、サンプルを破壊することなくその微視的な物理的特性を計測することにある。
本発明の別の目的は、従来機器により計測されるものよりも大きな対象物に対して電磁気による画像化を可能にすることにある。
本発明の別の目的は、室温下のサンプルの物理的特性を微視的な空間解析による画像化ができる低温センサの使用を実現することにある。
本発明の別の目的は、室温下のサンプルの電磁気的な特性の微視的な空間解析による画像化を具現することにある。
上述の目的を達成するための本発明は、薄くて硬くて透明な基板若しくは窓をデューワーの真空空間の外壁に設け、低温センサを真空空間内の窓のごく近傍に設ける。この構成により室温若しくはそれ以上の温度下にある真空空間の外に計測対象サンプルを置き、サンプルの表面を走査する低温センサによる出力結果を画面表示することによりサンプルの物理的特性の顕微鏡検査を可能にするものである。
【図面の簡単な説明】
図１ａは、本発明の装置の概要図である。
図１ｂは、本発明の装置の特徴を表す断面図である。
図２は、図２の部分拡大図である。
図３は、ＳＱＵＩＤの概略図である。
図４ａ、図４ｂ及び図４ｃは、実施例における低温計測機器のＳＱＵＩＤとサファイアポイントコールドフィンガーの製造段階における状態を示す図である。
図５は、サンプルの計測位置であるステージの平面図である。
図６は、本発明の実施例の概要を表す図である。
図７は、制御プログラムによる走査パターンを表す図である。
図８は、データセットの階層フォーマットを表す図である。
図９ａは、１００ドル紙幣の周辺のファインインクパターンのフォトマイクロプリントである。
図９ｂは、５００ｎＴ（黒）から５００ｎＴ（白）までの領域における磁場イメージを表す図である。
図１０は、図９ｂの垂直断面における磁場の５０μｍの空間解析を表す図である。
図１１は、矢印の方向に１００μＡの電流が流れるプリント基板を表す図である。
図１２は、図１１のプリント基板上の電流の静的磁場を表す図である。
図１３は、ラップジョイントのサンプルの４９ＫＨｚの渦流のイメージを表す。
図１４ａは、導体のクラックを検出する渦流のためのドライブコイルの配置を表す斜視図である。
図１４ｂは、図１４ａの側面図である。
図１５は、４００ＭＨｚの交流電流を流す曲がりくねったケーブルを表す図である。
図１６は、図１５の曲がりくねったケーブル内の４００ＭＨＺの電流の高周波数のイメージを表す。
発明を実施するための最良の形態
以下、図面に基づいて本発明の実施例による装置を詳細に説明する。
本発明による装置は、改良されたデューワー、低温センサ、ステージ、コンピュータとそれに関連したソフトウェア及びステージを操作する電気的なステージとの接続によって構成される。
本発明による装置の主要部は図１ａ及び図１６に示されるように、約１０-5Ｔｏｒｒを維持し低温センサを有する真空空間と、約２０リットルの低温液体を収容する低温空間とを備える改良されたデューワー１５を備える。
特に、図１ｂに示されるデューワー１５は、液体窒素１７を受け取って保持する低温物収容部１６を備える改良された工業用のステンレス製液体窒素デューワーで、真空空間１８は室温から低温物質を断熱する。取り除いた工業用のデューワーの超断熱器２０の代わりに、デューワーの真空空間を維持し真空空間の境界となる外壁あるいはハウジング２４を備える部品２２を組み込んでいる。ハウジング２４はもとのデューワーに溶接される。ハウジング２４は、中心に円孔２７を形成し上部には円孔２７を中心として放射状に位置する円溝４９が形成される環状プレート２６、環状プレート２６から離れて下方に位置する薄い透明基板又は窓２８を備える。金属じゃばら２９は、部材３０、ナイロン製のＵＬＴＥＭプラスチックフランジ３１、及び円孔を形成するガラススライド窓保持具３２を接続し、これらの部材はすべて環状プレートと窓２８との間隔を決めるための構造である。
支持部４０もデューワー１５の改良点である。支持部４０は、正三角形の頂点上に互いに位置するように配置された３本の脚部４１と、外環フランジ４４と内環フランジ４６を備えたグロメット４３とを備えている。脚部４１の底部は円孔４９に置かれたリング４５にねじ止めされる。ナイロン毛４２を結ぶことによりリング４５と円孔４９は機械的に良好に接触する。この構造により、凡そ７７Ｋを維持する支持部４０と室温の環状プレート２６と窓２８の間の熱交換を抑制する。支持ディスク又はプレート４７は、凡そ１インチ環状プレート２６から離れて位置し、ナットによって３本の脚部が保持される３つの孔４８が形成される。プレート４７はボルトによってグロメット４３と外環フランジ４４に接続される。
環状プレート２６は、図１ａに示されるように接続ロッド６０を介して垂直調整器の円環ディスク６２を調整ねじ６３によって接続される。接続ロッド６０に取り付けられた調整ナット６４は、環状プレート２６の両面側に備えられＳＱＵＩＤ７２に連動して窓２８が良好に作動するようにしている。
デューワー１５の最後の改良箇所は供給システム５０である。供給システム５０は、ステンレス製じゃばら５２、銅管又は真鍮管５４、サファイアロッドが望ましい熱伝導体５６を備えている。目止めされたステンレス製じゃばら５２は、その一端がデューワー１５の低温物収容部１６と連通している。ステンレス製じゃばら５２は、別の一端が真空空間１８に位置しグロメット４３内部の管状空間と連通している。この別の一端はグロメットの内環フランジ４６の上部に位置する。この構成によって図４に示された低温センサ７０とＳＱＵＩＤチップ７２を冷却し、それらをデューワーに堅固に保持しつつ温度を制御し、デューワー１６内部において熱伝導を最小にする。
銅製の管５４の一端はグロメット４３の内部の管状空間の底部に受けられ、グロメットの内環フランジ４６の底部に溶接され、グロメットの内部の管状空間と連通する。管５４は真空空間１８を通り、管状プレート２６の開口部２７を通って延伸される。管５４の別の一端は、サファイアでロッド形状の熱伝導体５６の一端とエポキシ材によって固定される。熱伝導体の一端は、チップ７２が固定される丸まった先端部を形成し、調整ロッド６０とナット６４によって窓２８と数ミクロンの適切な距離に位置調整される。つまりチップ７２と窓２８の距離は２、３ｍｍとなり、あるいは接触時には距離がなくなる。この構成によりセンサと室温のサンプルを微少距離離す一方でセンサの温度を７７Ｋに調整することができる。
ステンレス製じゃばら５２が室温において支持部４０の力を用いて環状リング２６と機械的に良好に接触した状態で保持していることは重要な点である。低温液体がデューワーに供給され液体がステンレス製じゃばら５２と管５４を通るとき、デューワー１６は収縮するが位置はじゃばらが伸びるために変わることがない。管５４は収縮するがこの作動は、プレート４７と銅製グロメット４３との関係を通して低温液体と熱交換をする脚部４１の収縮に対抗する。
もちろん、物理的に伸縮しない亜鉛やその他の銅、前述のステンレス、若しくはその他の鉄で脚部を形成すると、部材の熱膨張若しくは熱収縮は、サファイアロッド及び低温センサがデューワーの温度変化に対して動かず若しくはほとんど動かずにいることが予想される。垂直方向の調整をするナット６４を調整することによって、上述のようなサファイアロッドの作動の垂直方向における位置調整は、手動で為される。下部のじゃばら２９はこれらの作動に対応する。
上述のように、本発明の改良された点はデューワー外部の室温の対象物若しくはサンプルをサンプルから数ミクロン内に低温センサを移動できることによって微視的に画像化することである。この発明による装置は、デューワーの外部に置かれ従来のスキャニングＳＱＵＩＤ顕微鏡に使われるステージを簡易化されたものであるサンプルスキャニング用のステージ９０を備える。従来のステージは、熱収縮のための精密な技術と、低温状態における潤滑製の欠如を克服するように慎重に設計される必要がある。温度上の優位性があるにもかかわらず、本発明に使用されるスキャニングステージに対して要求されるものは、アメリカ合衆国特許番号０８／０６１，１０２に記載されているステージに似ているといえる。とりわけ、その構造は１ミクロンの位置の正確さをもち完璧に無磁性で非金属でなければならず、ステージはモーターを備えることが望ましい。ｘ−ｙ方向の可動に加えて、ステージ９０は垂直方向に移動しサンプルを本発明の装置における窓に対して上下して動くことが必要で、それによりサンプルの挿入は容易になる。光学顕微鏡に使用される高さ調整機構に似た垂直移動ステージを使用することができる。垂直移動ステージは、図２に示されるようにステージ上のサンプル９１と窓２８の間の距離が２インチからμｍの距離に対応できる状態でｘ−ｙスキャニングステージの上部若しくは下部に備えることができる。実用上サンプルは窓に接触することもある。本発明に使用されるステージ９０の垂直移動部品は市場で入手することができ、エドモンドサイエンティフィックのパーツナンバーＪ３６０８である。これは金属製のステージであるが、１インチの厚さのスタンドオフ若しくはスペーサーがサンプルとステージ９０の間に備えられ、望ましくない金属製のステージと低温センサの磁気的干渉を防止する。さらに、バルクマグネットテープ消磁器（bulk magnetic tape eraser）を使うことによって消磁することによって残留する磁気を取り除くことに成功している。
ステージ９０のｘ、ｙ軸を駆動するステッパーモーター９２とステージ９０を図５に示す。
スキャニング工程の自動化のために、モーター９２はスキャニングステージのｘ、ｙ軸を駆動するために使われる。事実上ＳＱＵＩＤとモーター９２の間には磁気シールドが備えられていないので、モーターによってもたらされる磁場は容易にＳＱＵＩＤに及ぶ。これに関し、ＳＱＵＩＤからできるだけモーターを離して（約５０ｃｍ）配置し、図５に破線で示される１．５ｍｍ厚のアルミニウムボックスのような渦磁気シールドで覆うことが重要である。それによって１ＫＨｚ以上の磁気シールド効果がある。モーター９２は、マイクロメーター９５と、シングルシャフト９６（ｘ軸）、１０：１のギア比の垂直ギアボックスを介して垂直接続棒９８（ｙ軸）を接続する薄板９７を接続する。この構成により、シャフト９６を延伸するだけでモーターとステージの距離を変えることができる。磁気的にノイズがあるものの、大変正確な位置決めができるのでステッパーモーターとマイクロステッピングドライバーが使用される。
図６にモーターの制御のためのソフトウェアを制御するＣＰＵと周辺機器が示される。
詳細に説明すると、実施例における熱伝導体５６はサファイアロッドで１インチの長さで０．２５インチの直径である。サファイアは低温で高い熱伝導性がある（７７Ｋにおいて約１０Ｗｃｍ-1ｄｅｇ-1）。熱伝導体５６は低温センサ７０を保持する。図３ａにおいて示されるように、低温センサ７０はＳＱＵＩＤチップ７２である。
技術的に知られているように１層の２００ｍｍ厚のＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7からなるＳＱＵＩＤチップ７２は、５００μｍ厚で１０ｍｍ×１０ｍｍのＳｒＴｉｏ3２４0バイクリスタルの熱伝導体にパルス積層によって積層される。Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．Ｖｏｌ５７，７２７項記載のＲ．Ｇｒｏｓｓ  ｅｔ  ａｌによる“Low Noise Yba2Cu3O7- Grain Boundary Junction dc SQUID”を参照する。図３に示されるようにＳＱＵＩＤセンサは、約２０μｍの内部孔で６０μｍの外部寸法の角座金形状である。この幾何形状は、凡そ１．３３×１０-9ｍ2の磁気除去エリアに予定の効果をもたらす。金の接点７７は図示されるようにチップの上部に備えられる。
ＳＱＵＩＤは小さいために取り扱いが難しい。小さいチップは図４ａ〜図４ｃに示されるような製造工程を必要とする。いったんＳＱＵＩＤがＳｒＴｉＯ3チップ上に得られると、図４ａに示すように、センサのチップ側は１インチの長さ０．２５インチの直径のサファイアロッドにＳＴＹＣＡＳＴ２８５０ＦＴエポキシを使ってエポキシ接合される。確実に接合するために、これらの構成部品の接合面はエッチングされている。そのＳｒＴｉＯ3エポキシとサファイアは、図４ｂに示すように、ダイアモンドポリッシャー盤で８００μｍの直径のチップを上部に残して研磨される。付け加えられたエポキシは露出したエッジを被覆する。ＳｒＴｉＯ3のディスクから成るチップは、少なくともＳＱＵＩＤと金の接点を備える。この先端部に電気的接点を形成するため、図４ｃに示すように、約２００ｎｍ厚の３個の銀の接点７８が先端部とサファイアロッドの下方に備えられる。
技術的に知られているように、ＳＱＵＩＤは通常負帰還ループ若しくはフラックスロックループ内で操作される。
フラックスロックループを維持するためにＳＱＵＩＤ内に磁束を付与し、若しくは、他の画像化に要求される負帰還ループをあてがうために、図２に示すように、３重のコイル８０がサファイアロッドの周囲に覆われる。ＳＱＵＩＤループとコイルの間には約０．２４ｐＨの相互インダクタンスが計測された。フィードブロックコイル８０の出力による相互インダクタンスは、エレクトロニクススクイッド（electoronics squid）の技術的に知られているフォトリソグラフ印刷技術を使ってＳＱＵＩＤ上に直接組みつけることにより、増加することが測定される。
図１ａおよび図１ｂに示すように、フィールドコイル８２は、サンプルに磁場を付与するために、サファイアロッドの縦軸に垂直な直径をもち、図６に別に示されるように、電子計測若しくは制御装置に結線される。
上述のように、窓２８の構成は、図２に示すように、真空空間内のＳＱＵＩＤチップ７２をデューワー１５外部の空気中にあるサンプル９１から隔離する。５０μｍと同等の鮮明さで空間解析をして物理的特性のイメージを得るために、ＳＱＵＩＤとサンプルとはあまり離れていてはならず、５０μｍ以内でなければならない。より良好な空間解析を望ならば、ＳＱＵＩＤはより小さくサンプルにより近くなければならない。これを達成するには、窓２８は薄く、同時に、ＳＱＵＩＤチップを収容するに十分に広くなければならず、ＳＱＵＩＤチップは窓から数μｍ以内に位置しなければならない。最小限の窓の幅は、ロッド５６の先端部の丸みの幅によって決まる。さらに、１気圧下で変形しないほどに硬いものでなければならない。すなわち、窓は１気圧下で硬さを維持するに十分な薄さであり、窓の柔軟性は平らなサンプルとＳＱＵＩＤの間の隔離を必然的に増加させる。また、窓は、ＳＱＵＩＤを邪魔しサンプルに漏電しないように、真空状態を維持し、科学的に不活性で、不導体で、無磁気でなければならない。また、ＳＱＵＩＤサンプルは窓と頻繁に接触するため、窓は耐久性のあるもので、サンプルの繰り返しの接触に耐えられるものでなければならない。そして、窓は、窓とＳＱＵＩＤとサンプルとをサンプルのスキャニングの前に一直線にするために、人間の目に対して（若しくは赤外線、紫外線がイメージングシステムに適用されるときにはそれに対して）透明であることが好ましい。
透明材料は約７０ＧＰａから６７０ＧＰａの縦弾性係数をもつことが知られている。これに好ましいものは透明で約５０×１０6ｐｓｉの縦弾性係数をもつシングルクリスタルサファイア（Ａｌ2Ｏ3）である。
プラスチック、ダイアモンド、金属フィルム、ＭｇＯ，ＳｉＮ，ＬａＡｌＯ3、これらの合成材料、若しくはこれらのほかの材料のうちにも窓に好適なものがある。付け加えるなら、上述のように、それらの部材は透明でなければならない。窓２８は、シリコンカーバイドツールを使って１．２５ｍｍ厚のガラス顕微鏡スライド３２に円すい孔を形成した窓枠を作ることによって製造される。この孔の直径は、図２に示すように、サンプル側で１ｍｍでＳＱＵＩＤ側で３ｍｍである。窓枠はエポキシ、ガラス、サファイア、ダイアモンドを含む堅固な材料から作られる。
その後、２５μｍ厚、１ｃｍ×ｌｃｍのサファイア３０のシングルクリスタルは、ガラススライド３２のサンプル側、後述の工程にしたがって１ｍｍの直径を形成する２５μｍの窓にエポキシ接合される。こうして小さな窓が形成されると、窓はワックスされ小さなガラスホルダーに接合されている。窓はそれから窓枠３２にエポキシ接合され、一方それはホルダーにワックスされている。いったんエポキシが硬化すると、ワックスを溶かすために水の中で全体の部品が熱せられることによってガラスホルダーは取り除かれる。水はエポキシを軟化してしまうので、水に入れる時間は最小限にしなければならない。ガラススライドの残った側は、図１ｂに示されるように、接合部を介してデューワーに備えられるプラスチックフランジ３１（図２に示す）にエポキシ接合される。
画像化のために顕微鏡をセットするときは、ＳＱＵＩＤに関わらず窓のアライメントはきわどいものである。アライメントは、ＳＱＵＩＤのところの薄いサファイアガラスを通して直接見るために光学顕微鏡とミラーを使ってなされる。もっとも大雑把なやりかたは、ＳＱＵＩＤに接触するまで調整ナット６４かスクリュー６３を調整して窓を動かすことである。湿度が適度であると、ＳＱＵＩＤが窓に接触しているとき、窓の水の凝縮の様子を観察することができる。このことは、窓の霧がＳＱＵＩＤと窓の接触の具合を示すので、ＳＱＵＩＤに関係なく窓を位置合わせするのに役立つ。
ＳＱＵＩＤと窓の間の熱伝導はオシロスコープ上のＳＱＵＩＤの電圧をＳＱＵＩＤに振動流が適用されたときに観察することで予想することもできる。ＳＱＵＩＤコンタクトが形成されるときのＳＱＵＩＤのパフォーマンスの低下は非常に突然で著しい。いったん窓がＳＱＵＩＤに関係なく位置合わせされると、サンプルとスキャニングステージは窓に関係なく位置合わせされなければならない。ステージの水平方向の動きに関わらずサンプルを位置合わせすることは、サンプルとＳＱＵＩＤ間の間隔がスキャン中に絶対に変わらないようにする。窓に無関係のステージの位置合わせは、サファイアガラスが搭載される（図２）比較的広い（１ｃｍ）ガラスに起因して小さい間隔にするために必要である。
サンプルの物理的な特性のイメージを得るには、ＳＱＵＩＤリードアウトエレクトロニクスから得られるｘ座標と適切な電圧（静場信号、ｒｆ場信号、渦流信号など）を同時に記録する一方でｘ座標におけるＳＱＵＩＤからサンプルをスキャニングして、個々のラスタ走査線が取得される。全体イメージを構成するためにｙ軸についてもこれが繰り返される。
ステージの位置はステッパーモーターの位置によってのみ決定される。コンピュータ１００の制御プログラムは、コンピューター１００上に搭載されたモーター制御装置によってステッパーモーターの位置を直接読み取ることができる。しかしながら、ｘ軸上のスキャン中のＳＱＵＩＤにおけるｘ軸の適切な同調のためには、ステージの瞬時のｘ座標に比例した電圧信号によりデータ獲得システムを供給することが必要である。このことは、モーターのステップのトラックを維持し、若しくは加え若しくは減じる外部カウンター回路を使用してなされ、位置カウンターはモーターの方向に依存する。このカウンターの出力は、ＡＤコンバーターを使用して電圧レベルに変換される。これゆえに、カウンターは位置電圧トランスデューサーとして機能する。
ＳＱＵＩＤの出力とステージの位置の両方は、ＡＤコンバーターを使用して読み取られ、パーソナルコンピュータを使用して記録される。パーソナルコンピュータは位置座標のグリッドを支配するスキャニングオペレーションも制御する。いったん制御プログラムを使ってデータセットが取得されると、イメージに変換される。イメージデータは、その生の形態で１以上の電圧とｘ座標をそれぞれ持ち合わせるＭ個のデータポイントのセットを含むｉ番目のラインとともに、Ｎラインのスキャン（ｙ軸）のセットからなる。イメージを供給するには、このデータを空間的に第１に規則化する。すなわち、直角に配されたグリッドに直線的に書き込まれる。そして、イメージ表現プログラムは、それぞれのグリッドポイントに対して色とグレイレベルを割り当てる。
サンプルステージ９０はドライブスクリューを手動で制御することによって動かされ、データ取得プログラムは、ＳＱＵＩＤの出力を記録するとともに顕微鏡のｘ、ｙドライブスクリューにつけられた電位差計を使ってサンプルデータの位置を記録することができる。位置の値とその推移を直角グリッドの値に変換する第２プログラムが使われ、最終的にグリッドのそれぞれの値に色が割り当てられ、イメージが画面表示される。
この工程は、特にサンプルの手動のスキャニングにおいて、大変時間がかかる単調な工程である。したがって、ステージを制御する制御プログラムが書き込まれ、ＳＱＵＩＤの出力を記録しイメージを画面表示する。
本質において、２つのステッパーモーターは、本来ＳＱＵＩＤエレクトロニクスからの出力を読み取るためのＡＤコンバーターとして使われるマルチファンクション入出力ボードとともにコンピューター１００に物理的に搭載される制御ボードを使って制御される。これゆえに、作動制御とデータ取得は一つのコンピュータを用いることによってなされる。
基本的にＳＱＵＩＤは点検知機なので、イメージ形成は、ラスターパターンをスキャンしなければならない。異なるｙの値におけるｘ軸のラインの連続からなるラスターパターンは、イメージを形成するために相互に重ね合わされる。
顕微鏡によってイメージを得るために、コンピューターは第一にセンサ７０を、図７に示すように、ｘ＝ｘstart−，ｙ＝ｙ1のホームポジションに位置させる。ｋｘstartはイメージエリアの左端と一致し、ｙ1は最初のスキャンラインのｙ軸で、ｘovershootはｘスキャナーのヒステレシスの長さである。各ラインをスキャニングする前にスキャニングメカニズムの逆戻りを防止するためにｘovershootによってイメージエリアの左端を行き過ごすことが必要である。次に、ＳＱＵＩＤのｘ位置は、一定速度で（右方向に）コンピューターが位置とＳＱＵＩＤシグナルのＶoutを記録し始める位置のｘ＝ｘstartまで増加する。もし必要であれば、付加するデータは、ＩＯボードの限界まで、同時に取得することができる。データは、連続的にこのスキャンラインのデータ取得が終了する位置のｘ＝ｘendまでサンプリングされ、スキャンラインの信号はデータファイルに書き込まれる。この点においてＳＱＵＩＤのｘ位置はｘ＝ｘ−ｘovershootまでリワウンドでありまた、ｙ位置は２番目のスキャンラインを取得するための準備においてｙ−ｙ2まで進む。この工程は、すべてのＮ個のスキャンラインが取得されてディスクに書き込まれるまで繰り返される。
いったんデータファイルにすべてのＮ個のスキャンラインが書き込まれると、それらはイメージに変換される。これを実現するために、個々のスキャンラインは直角グリッドに空間的に投影されなければならない。ｙ1、ｙ2…ｙnにおけるラスターラインがｙ方向に等しく配置されている一方で、ｘ方向におけるデータポイントは互いに無関係に不規則に配置される。すなわち、スキャンライン内のデータポイントが規則的に位置しているとしても、近隣のスキャンラインと無関係にシフトする。ゆえに、プログラムはｘ方向に等間隔に配置されたグリッドを明確にし、瞬時に生のスキャンからデータを書きかえることによってそれぞれのスキャンラインにおけるｘの値におけるＶoutを計算することによって、すべてのスキャンラインにおけるｘの値を整列させる必要がある。
いったんこれがなされれば、残されていることは値の規則的なグリッド結果に色または灰色の影をそれぞれのグリッドに付与することによってイメージに変換するだけである。市場に出回る多くのコンピュータープログラムはこれらのことに使用することができる。このようなプログラムの１つにトランスフォームという名前でイリノイ洲のスパイグラスから供給されたものがある。
このソフトウェアの重要な機能に任意のスキャンの変数とラスターの変数を選べる機能がある。上述のスキャニング工程の一方で、ｘはスキャン変数としてｙはラスター変数として選択され、もっと一般化されてこれは個々の変数を選択することに近づき、ｙ軸をスキャンしてｘをラスター変数として扱うことをほとんど許容している。さらには、別のパラメーターをスキャン軸に選択する事も可能である。端的に言えば、コンピュータはサンプルをドライブするｒｆソースの周波数（frequency）をセットするのに次に使用されるＩＯボードのＡＤコンバーターからの電圧出力を制御することもできる。スキャン変数としてのｒｆソース及びラスター変数としてのｘモーターの位置の周波数を選択する事によってｘに対する周波数を収容したイメージを供給するのに十分である。多くのほかの組み合わせが同様に可能である事は明らかである。
スキャンとラスターの変数が個別に選択できる事によって、異なる顕微鏡とセンサに同じプログラムを使用する事は当然可能である。このことは、適当な顕微鏡にスキャンとラスター変数を選択するだけでなされる。
プログラム制御のもとで行うために、連続したイメージの取得をプログラムする事は便利である。端的に言えば、イメージを取得したければ、パラメーターを変更し、他のイメージをとり、さらにパラメーターを変更して続け、このようにして動画に適する連続イメージを供給する。このことは、プログラムはプログラムの多様性を有しており、その多様性はオペレーターを介在しないでイメージを取得する事を可能にする。これは、多数のイメージを任意の多数のシーンからなる一つのセットに組成する事により実現される。それぞれのシーンは任意の多数のフレームを収容する事ができる。そしてそれぞれのフレームは単一のイメージを表し、図８に示されるようにデータポイントの多数のスキャンラインからなる。特定のシーンのためにパラメーターが決定さると、そのパラメーターはラスター変数として及びスキャン変数として利用される。また、シーンはｘstart、ｘend、ｙ1、ｙ2…、ｙNの値、スキャンスピード、データサンプリング比、及びその他の多くのイメージングパラメーターを決定する。だから、もし、いわばイメージ間の単一のパラメータの変更で現実的に同一なイメージを多数取得したいとすれば、単一のシーンは多数のフレームとともに使用される。セットは、取得される異なるシーンの多くの番号の連続的な順序である。この構造により、あらゆる組み合わせを現実的にプログラムする事が可能である。
データ取得の重要な部分は、データが取得されたときにシステムのパラメーターの制御を記録する事である。再現性を確保するために、すべての適切なパラメーターは保存される必要がある。これは、このプログラムについてデータセットのためのドキュメントタイプインターフェースを使う事によってなされる。データセットが取得された後は、テンポラリバッファエリアに保持される。データが取得されるときに実施されたデータ取得プログラムにおける適切なパラメーターのすべてについてそのセットは保存する事ができる。後に、このデータセットは開かれそしてプログラムに読み出され、データが元々取り出されたときの状態にバッファファイルを含むプログラム中のすべてのパラメーターが返される。ゆえに、それぞれの保存されたデータセットはイメージングの後のプログラムの状態のスナップショットを表し、そして、すべてのイメージングパラメーターの完全な記録をふくむ。これは一般的にはノートにパラメーターの値を書き写すのにかかる時間を顕著に減少させるものである。
顕微鏡が磁場をイメージする能力を論証するのに、強磁性のサンプルと直流電流を帯びたサンプルが画像化された。それぞれのケースにおいて顕微鏡はフラックスロックトループ内で制御された。
図９ａにアメリカの１００ドル紙幣におけるベンジャミンフランクリンの肖像の周辺のファインプリント（マイクロプリント）の写真イメージを示す。図９ｂに同じ領域における一致する静磁場のイメージを示す。このサンプルのインクは強磁性であるので実体の磁性信号をもたらす。最良の空間解析を行うために、サンプルはサファイア窓に直接接触させてスキャンした。これはサンプルが平板で窓が堅固な材料であるために可能な事である。このイメージにおける磁場は−５００ｎＴ（黒）から５００ｎＴ（白）に分布している。この磁場の変動は、そのイメージのノイズのしきい値の約１０００倍よりも大きいので、このサンプルが必ずしも器具の場の感度を論証する事はない。しかしながら、サンプルが小さいことが空間解析の良好な試験結果をもたらす事は間違いない。
器具の空間解析力は図１０から推測され、図１０は図９ｂの三角印で示す線に沿った磁気イメージを通した垂直断面（下から上）を表す。これかこれに類似した断面におけるもっとも鋭いピークの最大の半分の全幅を計ると、約５０μｍの空間解析力が推論される。データは、ＳＱＵＩＤとサンプル表面の距離が５０μｍ以下でなければならない事を示している。これは、空気中の室温のサンプルをイメージできる他の過去に発行されたＳＱＵＩＤベースのシステムよりも約３０倍も小さい結果である。
顕微鏡が非破壊試験に適用されて使用される環境においては、中途半端な静場が電流によってもたらされそうである。図１１に多数の銅のインターコネクタとソルダーポイントをもつプリント基板の一部を示す。１００μＡの電流が矢印の方向に流れている。
図１２は、窓と回路基板の間を２００μｍ離してスキャンして得られたこのサンプルの磁気イメージを示す。このイメージの空間的特徴を解析するのは困難ではないが、電流によってもたらされた場は、範囲は８０ｎＴ以上で、前述のものよりも相当小さい。これにより、第１にイメージの背景をサンプルなしで得て、それから回路基板の生の磁気イメージからこれを差し引く事が必要である。
そのイメージは鮮明にコンダクターが電流を帯びているかいないかを示す。また、右手の法則を適用すれば、電流の方向を決定する事も可能である。更に、電流の大きさはインターコネクタの一つにおけるＩ電流によってもたらされる場をモデル化する事によって原理上抽出する事もできる。なぜならばイメージを発生させるデータは定量であり、付与されたアルゴリズムはＩを発見するのに利用可能であるからである。インターコネクタの密集度が重大なオーバーラップを生じさせる場所における場合であっても、もっと進んだデコンボリューションアルゴリズムは電流の向きと大きさを抽出する事ができる。
上述のような回路基板は、処理若しくは加工の結果、必然的に鉄の小片の形成において磁気を帯びている。図２の右下隅に示されるパーティクル１１０のようなものは、その場所で特有の双極子サインを供給する。しかしながら、汚染因子１１０が強い磁気をもっていないとしても、回路の性能を低下させる位置の導路に位置するときは検知可能である。例えば、図１２に示すように、ソルダーポイント１１２を横切る電流の特有の効果である。イメージ中に容易に見られるようにホールによって電流の混乱は場を変化させる。この場合よりもホールが大きいが、イメージの明確さは電流におけるより小さな特異を推測する事を提示する。この技術は結局のところ小さな隙間や重要な導路の際立った汚染を検知する事に役立ち、回路が壊れるでもしない限り明らかにならない表面下でもそれは可能である。
画像化のためにサンプルに直接電流を注入する事は不可能であり実際的でない場合がある。しかしながら、サンプルに交流磁場を適用する事により、交流の渦流は欠点を探るためにサンプル中で誘発されうる。
顕微鏡の性能を更に説明するために、飛行機の気体の構造に使用されるアルミニウムラップジョイントアッセンブリーを含む、多様な全属性サンプルの渦流のイメージがテストされた。ラップジョイントとは、２枚のアルミニウムシートが互いに接合され、サポートストラットにリベット接合される場所である。ラップジョイントにおける欠陥の発見はいくつかの渦流ＮＤＥの努力の賜物である。
アルミニウム（７７Ｋでの固有抵抗が０．６μｃｍ）ラップジョイントが４分の１スケールモデルで作られた。このスケールモデルでは、上下の０．２ｍｍ厚のアルミニウムシートは、１．６ｍｍの直径で２．５ｍｍのヘッドを有するリベットを使って０．８ｍｍ厚のサポートストラットに接続されている。リベットのヘッドは実際の飛行機の建造と同じようにサンプルの表面と平らに仕上げられている。リベットの中心から約３ｍｍの半径まで伸びているクラック１１４は表面の下部層に位置しているため、接合されたサンプルの上下どちらからも見る事はできない。クラックは金属を傷つけてからサンプルを互いにリベット接合する前に再び平面にして形成したもので、非常にタイトでギャップのないクラックが残っている。
図１３はこのサンプルの４９ｋＨｚの渦流のイメージを示している。最良の結果を得るために、図１４ａ及び図１４ｂに示すように渦流を誘発するためにサンプルの平面にリニアドライブワイアが適切な位置に置かれた。これにより、クラックのジオメトリーによって強くかき乱される渦流が誘発される。５個のリベットに加えて、中心のリベットから斜めに延びる隠れたクラックはこのイメージの中で鮮明に解析された。このイメージにおける他の構造も視認できる。たとえば、イメージはリベットの下方のより薄いサポートストラットの様子を示す。
多くの電子回路は高周波で作動するので、潜在的な別の重要なイメージング技術はサンプル中のｒｆ流によるｒｆ場をイメージングする事を伴う。例えば、高周波のシリコンベース回路は７７Ｋで動作するように設計されていない。室温のサンプルを試験できる機能は、ＳＱＵＩＤ顕微鏡のｒｆイメージング能力をサンプルのこのクラスに適用する事を可能にする。
顕微鏡の室温のサンプルにおけるｒｆイメージング能力をテストするために、図１５に示す曲がりくねった導線の近傍におけるｒｆ場が画像化された。ｒｆ電圧源をつかって導線には４００ＭＨｚの電流が流れている。図１６は、このサンプルの表面上に供給された４００ＭＨｚのｒｆイメージを示している。最も明るい領域は約２００ｎＴのｒｆ場の強さと一致する。最も暗い領域は、導線のある位置と一致する線を含んでいて、場のｚ成分が０の場所である。このイメージは次の点を強調している。すなわち、ｒｆ場のイメージが形成されたとき、顕微鏡は場の強さにだけ反応し振幅には反応しないことである。
従来技術において、この技術が正常に機能する最大振動数は約１５０ＭＨｚであった。ＳＱＵＩＤ基板の空洞モード共振はイメージの中に人工物を作り出し、効果的に空間的解像度を低下させた。図１６は、明瞭に室温の顕微鏡の帯域幅がこの種のイメージングには比較的高い事を示している。この改良の理由は基板の大きさが室温のシステムにおいて４つの要因の１つとしてより小さい事である。より小さなＳＱＵＩＤ基板を使う事により、最低の空洞モードが振動する振動数はイメージが悪化する振動数に比例して増加する。
上記のイメージはＳＱＵＩＤを使って得られたが、他の多くの種類の低温センサを使用する事ができる。他の種類の低温センサを使う事の利点は、装置内で使用されるときで、ＳＱＵＩＤが反応しないほかの物理的特性の高感度の顕微鏡イメージをもたらす点である。
そのような低温センサには、マイクロウェーブ、光、紫外線、赤外線のイメージのボロメーター、さらに迅速なイメージ取得のためのマルチプルＳＱＵＩＤ、サンプルの磁場を計測するホール検知、遠赤外線とマイクロウェーブを計測するシングルジャンクション超伝導デバイス、磁場若しくはマイクロウェーブと赤外線をイメージングするマルチプルジャンクション超伝導デバイス、磁場をイメージングするジャイアントマグネットレジスタンス（ＧＭＲ）エフェクトデバイスもしくはコロサルマグネットレジスタンス（ＧＭＲ）エフェクトデバイス、電場と電荷とダイエレクトロニクスをイメージングするシングルエレクトロントランジスタデバイス若しくはクーロンブロッケイドデバイス、光、紫外線、遠赤外線をイメージングする光電陰極とフォトレジスティブデバイス、電場をイメージングする低温場効果デバイス（ＦＥＴ‘ｓ）、電場と磁場をイメージングする２−Ｄエレクトロンガスデバイス（２−ＤＥＧ）がある。
【図１ａ】
0004118335.tif 000002
【図２】
0004118335.tif 000003
【図１ｂ】
0004118335.tif 000004
【図３ａ】
0004118335.tif 000005
【図３ｂ】
0004118335.tif 000006
【図４ａ】
0004118335.tif 000007
【図４ｂ】
0004118335.tif 000008
【図４ｃ】
0004118335.tif 000009
【図５】
0004118335.tif 000010
【図６】
0004118335.tif 000011
【図１５】
0004118335.tif 000012
【図７】
0004118335.tif 000013
【図１４ａ】
0004118335.tif 000014
【図１４ｂ】
0004118335.tif 000015
【図８】
0004118335.tif 000016
【図１０】
0004118335.tif 000017
【図９】
0004118335.tif 000018
【図１１】
0004118335.tif 000019
【図１２】
0004118335.tif 000020
【図１３】
0004118335.tif 000021
【図１６】
0004118335.tif 000022