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物質・材料物質・材料

複合極限場走査型プローブ顕微鏡の開発
複合極限場走査型プローブ顕微鏡の開発■ はじめに化されている。
■ はじめに
私達は、表面敏感のナノメートルスケール顕微計測技 化されている。
私達は、表面敏感のナノメートルスケール顕微計測技術の開発と先進的な物質材料研究への応用を展開してい2．高温・応力歪み場・超高真空走査型プローブ顕微鏡術の開発と先進的な物質材料研究への応用を展開している。特に、世界トップレベルもしくはオンリーワンの表面ナ 2．高温・応力歪み場・超高真空走査型プローブ顕微鏡
応力歪み場は、表面構造や電子状態に摂動を与える。
る。特に、世界トップレベルもしくはオンリーワンの表面ナノプローブ計測技術を目指している。たとえば、超高真空、 応力歪み場は、表面構造や電子状態に摂動を与える。
私達は制御された応力歪み場を印加し、昇温しながら表ノプローブ計測技術を目指している。たとえば、超高真空、極低温、高磁場の複合された極限環境場における表面電 私達は制御された応力歪み場を印加し、昇温しながら表面原子構造をその場解析可能な原子分解能 Dual Probe
Dual Probe
極低温、高磁場の複合された極限環境場における表面電子状態を原子スケールで可視化する世界トップクラスの走 面原子構造をその場解析可能な原子分解能
UHV-SPM(STM/NCAFM)装置を開発した。世界初の応力場
UHV-SPM(STM/NCAFM)装置を開発した。世界初の応力場子状態を原子スケールで可視化する世界トップクラスの走査型トンネル顕微鏡や高温・応力歪み場・超高真空にお表面ナノプローブ計測である[3-6]。
査型トンネル顕微鏡や高温・応力歪み場・超高真空において原子分解能計測可能なオンリーワンの走査型プロー 表面ナノプローブ計測である[3-6]。
いて原子分解能計測可能なオンリーワンの走査型プロー
ブ顕微鏡を開発している。さらに、先進的な物質・材料研
ブ顕微鏡を開発している。さらに、先進的な物質・材料研
究へ応用展開を推進している。また、開発した装置を共用究へ応用展開を推進している。また、開発した装置を共用化し、国内外の研究者のニーズに応えている（文部科学化し、国内外の研究者のニーズに応えている（文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム）。
省ナノテクノロジープラットフォーム）。
■ 活動内容■ １．極低温・高磁場・超高真空走査型トンネル顕微鏡
活動内容
１．極低温・高磁場・超高真空走査型トンネル顕微鏡
最表面の原子構造や電子状態の可視化イメージングを最表面の原子構造や電子状態の可視化イメージングを行うためには、超清浄空間と極低温、さらに表面量子効果行うためには、超清浄空間と極低温、さらに表面量子効果に必須の可変高磁場環境における原子分解能の走査型に必須の可変高磁場環境における原子分解能の走査型
トンネル顕微鏡・トンネル分光計測技術の開発が必要であトンネル顕微鏡・トンネル分光計測技術の開発が必要であ-8Pa),試料る[1,2]。超清浄空間としては、導入室(1×10-8Pa),試料制御された応力歪みを印加可能な原子分解能 SPMる[1,2]。超清浄空間としては、導入室(1×10-8Pa), 試 料 処 理 室 2 (4×10-9Pa),STM処 理 室 (1×10制御された応力歪みを印加可能な原子分解能 SPM-8Pa), 試 料 処 理 室 2 (4×10-9Pa),STM処理室(1×10-9Pa以下)を実現した。温度は、RT,77K,4.5-0.4K(4×10-9Pa以下)を実現した。温度は、RT,77K,4.5-0.4K(4×10を達成した。さらに磁場は最大16Tまで印加可能であり、■ 関連情報等（特許関係、施設）を達成した。さらに磁場は最大16Tまで印加可能であり、関連情報等（特許関係、施設）
複合極限場における高磁場としては世界トップレベルで ■ (1)K. Sagisaka, M. Kitahara D. Fujita, G. Kido, N.
複合極限場における高磁場としては世界トップレベルで(1)
K. Sagisaka,
M. Kitahara
D. Fujita,
G. Kido,N.
ある。NIMS微細構造解析プラットフォームに登録し、共用
Koguchi,“Scanningtunnelling
microscopyin extreme
ある。NIMS微細構造解析プラットフォームに登録し、共用
Koguchi,“Scanningtunnelling
microscopy
inextremefields: very low temperature, high magnetic field, andfields:veryhighlowvacuum”,
temperature,high magneticfield,
andextremeNanotechnology
15, S371(2004).
extremehighvacuum”,
Nanotechnology
15,S371(2004).
(2) 藤田大介, 鷺坂恵介, “極限物理場環境走査型トンネ(2) ル顕微鏡の開発”,
藤田大介, 鷺坂恵介,“極限物理場環境走査型トンネ
顕微鏡40, 14 (2005).
ル顕微鏡の開発”,
顕微鏡(2005).
(3) D. Fujita, M. Kitahara,40,
K.14
Onishi,K. Sagisaka, “Atomic(3) resolution
D. Fujita, M.
Kitahara,
K.
Onishi,K. Sagisaka,that“Atomicscanning tunneling microscope
applies
resolution
scanning
tunneling
microscopethatexternal tensile stress and strain in an ultrahigh appliesvacuum”,
external
tensile stressstrainin an ultrahigh vacuum”,
Nanotechnology
19,and025705(2008).
Nanotechnology
19,025705(2008).
(4) H.X . Guo, D. Fujita, “Developments of scanning probe(4) microscopy
H.X . Guo, D.
“Developmentsof scanningprobe 82,
withFujita,stress/strain
fields”, Rev.
Sci. Instrum.,microscopy
withstress/strain
fields”,Rev.
Sci.
Instrum.,
82,123706 (2011).
123706(2011).
(5) 藤田大介, “応力・歪み場走査型プローブ顕微鏡の開(5) 発と応用”,
藤田大介, 顕微鏡,
“応力・歪み場走査型プローブ顕微鏡の開48, 118 (2013).
発と応用”,
顕微鏡,
48, 118 (2013).
(6) 藤田大介、大西桂子、長村俊彦、杉山一郎,
特許第(6) 4431733号,
藤田大介、大西桂子、長村俊彦、杉山一郎,“超高真空走査型プローブ顕微鏡“ 特許第高磁場(16T)極低温(0.4K)UHV-STM 装置と STM 計測ヘッド
4431733号, “超高真空走査型プローブ顕微鏡“
高磁場(16T)極低温(0.4K)UHV-STM 装置と STM 計測ヘッド

代表発表者 藤田 大介（ふじた だいすけ）
代表発表者 藤田 大介（ふじた だいすけ）
所
属 （独）物質・材料研究機構
所
属 （独）物質・材料研究機構
先端的共通技術部門 極限計測ユニット先端的共通技術部門 極限計測ユニット
問合せ先 〒305-0047 茨城県つくば市千現 1-2-1
問合せ先 〒305-0047
茨城県つくば市千現1-2-1
TEL：029-859-2741
FAX：029-859-2801■キーワード：■キーワード：TEL：029-859-2741
FAX：029-859-2801
物質・材料研究機構
先端的共通技術部門
物質・材料研究機構
極限計測ユニット 先端的共通技術部門
表面物性計測グループ
極限計測ユニット 表面物性計測グループ

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（1） 極低温・高磁場・超高真空（1）（2）
極低温・高磁場・超高真空走査型トンネル顕微鏡（2）（3）
走査型トンネル顕微鏡
高温・応力歪み場・超高真空（3）（4）
高温・応力歪み場・超高真空走査型プローブ顕微鏡（4） 走査型プローブ顕微鏡