液中の試料の表面電位を計測する液中電位計測装置であって、電極と、前記電極と、前記試料との間の静電気力に対応付けられた電圧を出力する静電気力計測部と、前記電極と、前記試料との間に交流電圧を印加する交流電源と、前記静電気力計測部によって出力される電圧に含まれる特定の周波数成分の信号を検出し、検出された信号に対応する値を出力する信号検出部とを備えており、前記交流電源が出力する交流電圧の周波数は、10kHz以上であり、前記信号検出部は、1前記静電気力計測部によって出力される電圧のうち、前記交流電源が出力する交流電圧の周波数と同じ周波数の周波数成分の大きさと、2前記静電気力計測部によって出力される電圧のうち、前記交流電源が出力する交流電圧の周波数の2倍の周波数の周波数成分の大きさと、3前記静電気力計測部によって出力される電圧に含まれる周波数成分であって、前記交流電源が出力する交流電圧の周波数と同じ周波数の周波数成分のうち、前記交流電源が出力する交流電圧と同位相の成分とを出力する液中電位計測装置。さらに、前記電極と、前記試料との間にバイアス電圧を印加する閉回路の途中にコンデンサを備える請求項1に記載の液中電位計測装置。さらに、前記信号検出部により出力された値から、前記試料の表面電位を算出する電位算出部を備えており、前記電位算出部は、前記試料の表面電位であるVsを、1前記変位計測部によって出力される電圧のうち、前記交流電源が出力する交流電圧の周波数と同じ周波数の周波数成分の大きさであるA1と、2前記変位計測部によって出力される電圧のうち、前記交流電源が出力する交流電圧の周波数の2倍の周波数の周波数成分の大きさであるA2と、3前記変位計測部によって出力される電圧に含まれる周波数成分であって、前記交流電源が出力する交流電圧の周波数と同じ周波数の周波数成分のうち、前記交流電源が出力する交流電圧と同位相の成分であるX1と、4前記交流電源が出力する交流電圧の振幅であるVacとを用いて、Vs=sgnX1×A1/A2×Vac/4の式によって算出する請求項1又は2に記載の液中電位計測装置。液中の試料の表面電位と、表面の高さ情報とを計測する原子間力顕微鏡であって、片持ち梁構造を有し、自由端側に鋭く尖った探針を備えるカンチレバーと、前記探針と、前記試料との間にバイアス電圧を印加する交流電源と、前記カンチレバーを振動させるアクチュエータと、前記カンチレバーの先端の変位に対応付けられた電圧を出力する変位計測部と、前記変位計測部によって出力される電圧に含まれる特定の周波数成分の信号を検出し、検出された信号に対応する値を出力する信号検出部と、前記探針と、前記試料との間の距離を調整するスキャナ部と、前記変位計測部によって出力される電圧から、前記アクチュエータによって振動している前記カンチレバーの振動周波数を取得し、取得した前記カンチレバーの振動周波数が一定となるように、前記スキャナ部をフィードバック制御する制御部とを備えており、前記交流電源が出力する交流電圧の周波数は、10kHz以上であり、前記信号検出部は、1前記変位計測部によって出力された電圧のうち、前記交流電源が出力する交流電圧の周波数と同じ周波数の周波数成分の大きさと、2前記変位計測部によって出力された電圧のうち、前記交流電源が出力する交流電圧の周波数の2倍の周波数の周波数成分の大きさと、3前記変位計測部によって出力された電圧に含まれる周波数成分であって、前記交流電源が出力する交流電圧の周波数と同じ周波数の周波数成分のうち、前記交流電源が出力する交流電圧と同位相の成分とを出力し、前記制御部は、前記スキャナ部による、前記探針と、前記試料との間の距離の調整量を、前記試料の表面の高さ情報として出力する原子間力顕微鏡。しかしながら、従来知られた電位計測手法は、試料205が真空中や大気中に置かれている場合のみに適用可能であり、試料205が液中にある場合に適用することは、以下の理由により困難であった。すなわち、KPFMやSMMのようなAFMを用いた電位計測装置では、前述の通り、探針223と、試料205との間に、直流バイアス電圧、及び、交流バイアス電圧を印加する。その結果、液中において、直流バイアス電圧や、交流バイアス電圧を探針-試料間に印加すると、1液中のイオンが再配置して、試料205や探針223の表面に電気二重層を形成し、電界を打ち消してしまうため、試料205の表面の電位が計測できない。2イオンの再配置に伴って生じる溶媒や溶質の密度勾配によって、浸透圧の分布が生じ、溶媒や溶質の対流が生じるため、緩和時間が非常に長く例えば、10秒以上になる。その結果、試料205全体を実用的な時間で走査することが困難となる。3探針223や試料205の電気化学ポテンシャルが変化して、不要な電気化学反応が生じ、探針223に制御不能な相互作用力が働く。また、計測すべき試料205の表面の物性にも大きな影響を与える。さらに、カンチレバー204の表面近傍で生じるイオンの再配置や電気化学反応の結果として、表面エネルギーが変化し、そのためにカンチレバー204に表面応力が働く。その結果、計測精度が著しく悪化する。といった各種の問題が生じうることが知られている。そこで、本発明は、液中での表面電位計測が可能な液中電位計測装置を提供することを目的とする。本発明のある局面に係る液中電位計測装置は、液中の試料の表面電位を計測する液中電位計測装置であって、電極と、前記電極と、前記試料との間の静電気力に対応付けられた電圧を出力する静電気力計測部と、前記電極と、前記試料との間に交流電圧を印加する交流電源と、前記静電気力計測部によって出力される電圧に含まれる特定の周波数成分の信号を検出し、検出された信号に対応する値を出力する信号検出部とを備えており、前記交流電源が出力する交流電圧の周波数は、10kHz以上であり、前記信号検出部は、1前記静電気力計測部によって出力される電圧のうち、前記交流電源が出力する交流電圧の周波数と同じ周波数の周波数成分の大きさと、2前記静電気力計測部によって出力される電圧のうち、前記交流電源が出力する交流電圧の周波数の2倍の周波数の周波数成分の大きさと、3前記静電気力計測部によって出力される電圧に含まれる周波数成分であって、前記交流電源が出力する交流電圧の周波数と同じ周波数の周波数成分のうち、前記交流電源が出力する交流電圧と同位相の成分とを出力する。この構成によると、交流バイアス電圧の周波数として10kHz以上のものを使用することで、液中における電位計測の際に問題となる電気化学反応や溶質溶媒イオン電荷の再配置などの反応を大きく抑制できる。また、信号検出部により、表面電位の絶対値と、その正負とに対応する3種の信号を検出し、出力することで、液中で計測することによる検出信号の信号対雑音S/N比が悪化することの影響を抑えることができる。その結果、液中での表面電位計測が可能となる。また、さらに、前記電極と、前記試料との間にバイアス電圧を印加する閉回路の途中にコンデンサを備えてもよい。この構成によると、コンデンサの働きにより、交流バイアス電圧に含まれる直流成分を取り除き、液中における電気化学反応や溶質溶媒イオン電荷の再配置などの反応を確実に抑えることができる。その結果、液中での表面電位計測の精度が向上する。また、さらに、前記信号検出部により出力された値から、前記試料の表面電位を算出する電位算出部を備えており、前記電位算出部は、前記試料の表面電位であるVsを、1前記変位計測部によって出力される電圧のうち、前記交流電源が出力する交流電圧の周波数と同じ周波数の周波数成分の大きさであるA1と、2前記変位計測部によって出力される電圧のうち、前記交流電源が出力する交流電圧の周波数の2倍の周波数の周波数成分の大きさであるA2と、3前記変位計測部によって出力される電圧に含まれる周波数成分であって、前記交流電源が出力する交流電圧の周波数と同じ周波数の周波数成分のうち、前記交流電源が出力する交流電圧と同位相の成分であるX1と、4前記交流電源が出力する交流電圧の振幅であるVacとを用いて、Vs=sgnX1×A1/A2×Vac/4の式によって算出するとしてもよい。この構成によると、信号検出部により検出出力された3種の信号と、交流バイアス電圧の振幅から、表面電位を算出し、出力することができる。その結果、液中での表面電位計測の効率が向上する。また、液中の試料の表面電位と、表面の高さ情報とを計測する原子間力顕微鏡であって、片持ち梁構造を有し、自由端側に鋭く尖った探針を備えるカンチレバーと、前記探針と、前記試料との間にバイアス電圧を印加する交流電源と、前記カンチレバーを振動させるアクチュエータと、前記カンチレバーの先端の変位に対応付けられた電圧を出力する変位計測部と、前記変位計測部によって出力される電圧に含まれる特定の周波数成分の信号を検出し、検出された信号に対応する値を出力する信号検出部と、前記探針と、前記試料との間の距離を調整するスキャナ部と、前記変位計測部によって出力される電圧から、前記アクチュエータによって振動している前記カンチレバーの振動周波数を取得し、取得した前記カンチレバーの振動周波数が一定となるように、前記スキャナ部をフィードバック制御する制御部とを備えており前記交流電源が出力する交流電圧の周波数は、10kHz以上であり、前記信号検出部は、1前記変位計測部によって出力された電圧のうち、前記交流電源が出力する交流電圧の周波数と同じ周波数の周波数成分の大きさと、2前記変位計測部によって出力された電圧のうち、前記交流電源が出力する交流電圧の周波数の2倍の周波数の周波数成分の大きさと、3前記変位計測部によって出力された電圧に含まれる周波数成分であって、前記交流電源が出力する交流電圧の周波数と同じ周波数の周波数成分のうち、前記交流電源が出力する交流電圧と同位相の成分とを出力し、前記制御部は、前記スキャナ部による、前記探針と、前記試料との間の距離の調整量を、前記試料の表面の高さ情報として出力するとしてもよい。この構成によると、表面電位の計測と同時に、表面の高さ方向の情報凹凸情報を取得できる。その結果、液中電位計測機能を備えた原子間力顕微鏡を実現することができる。なお、本発明は、このような液中電位計測装置として実現できるだけでなく、液中電位計測装置に含まれる特徴的な手段をステップとする液中電位計測方法として実現したり、そのような特徴的なステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、CD-ROM等の記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。さらに、本発明は、このような液中電位計測装置の機能の一部又は全てを実現する半導体集積回路LSIとして実現したり、このような液中電位計測装置を備える原子間力顕微鏡AFMとして実現したりできる。以上より、本発明は、液中での表面電位計測が可能な液中電位計測装置を提供できる。以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、請求の範囲だけによって限定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。図1は、本発明の実施の形態に係る液中電位計測装置200の構成を示すブロック図である。図1に示されるように、液中電位計測装置200は、計測治具150と、交流電源201と、コンデンサ202と、カンチレバー204と、試料205と、変位計測部206と、信号検出部207と、z軸制御部208と、スキャナ部209と、振動調整部210と、電位算出部230とを備える。計測治具150は、電位計測対象である試料を固定する治具である。計測治具150上には、液体が満たされ、その中に試料が置かれる。交流電源201は、例えば、VacCOSωmtで示されるような、振幅がVac、周波数がωmの交流電圧を出力する電源装置である。交流電源201は、探針-試料間に交流バイアス電圧を印加することで電界を発生させる。なお、本発明の実施の形態において、ωmの値は、具体的には10kHz以上とする。その理由は、後述する。コンデンサ202は、交流電源201の出力などに含まれる直流成分を取り除き、不要な電気化学反応を生じさせないためのコンデンサである。コンデンサ202を回路に挿入することで、本実施の形態に係る液中電位計測装置200は、交流成分のみからなる交流バイアス電圧を、探針と試料との間に印加することができる。アクチュエータ203は、カンチレバー204を振動させるための振動装置であり、具体的には、いわゆるピエゾ素子が用いられる。これらは、正電圧が印加された時に伸長し、負電圧が印加されたときに縮小する性質を有する。アクチュエータ203に、振動調整部210から出力される交流電圧をかけることで、アクチュエータ203は振動し、その振動でカンチレバー204は振動する。カンチレバー204は、鋭く尖った探針223を先端に有し、探針223を有する端が自由端となっており、反対側の他端が固定端となっている、いわゆる片持ち梁である。材質としては、例えばシリコン又はシリコンナイトライド等が使用される。電位計測の場合には、さらに金やプラチナなど導電性金属をコートしたものを用いることが多い。試料205は、液中に置かれた、計測対象物である。変位計測部206は、カンチレバー204の先端の、z軸方向の変位を計測する処理部である。本実施の形態に係る液中電位計測装置200は、探針223と試料205との間に生じる静電気力Fesを、カンチレバー204の先端の変位に対応付けて計測する。カンチレバー204の先端の変位は、また、後述するz軸制御部208により、探針223と試料205との距離を一定に保つための位置制御にも用いられる。変位計測部206は、例えば、LDLaserDiode211と、位置検出用分割型PDPhotodiode212と、プリアンプ213とを備える。変位計測部206は、LD211からカンチレバー204の先端に照射した半導体レーザ光の反射光を位置検出用分割型PD212で受光する。カンチレバー204先端部のz軸方向の変位に応じて、位置検出用分割型PD212による受光位置はズレるため、そのズレを、プリアンプ213を介して電圧変化量として取り出すことにより、変位計測部206は、カンチレバー204先端部の変位を計測する。信号検出部207は、高感度な交流電圧計であり、ノイズが多い測定信号の中から、微少な交流信号を検出する装置である。信号検出部207としては、例えば、ロックインアンプ等が使用できる。本実施の形態に係る液中電位計測装置200では、参照信号として交流電源201が出力する交流電圧を用いるロックインアンプである信号検出部207に、変位計測部206から出力された電圧変化量を入力することで、X1、A1、A2、という3つの交流信号を検出する。X1、A1、A2の詳細については、後述する。z軸制御部208は、カンチレバー204の振動周波数を一定に保つように、スキャナ部209に対しフィードバック制御をする制御部である。試料205の表面にある凸凹により、探針223と試料205の表面との距離が変わると、探針223と試料205間に働く相互作用力の大きさが変化する。その結果、アクチュエータ203で駆動され一定の周波数で振動しているカンチレバー204の振動周波数が変化する。よって、カンチレバー204の振動周波数を一定に保つように、探針223と試料205の距離を制御することで、探針223と試料205の距離を一定間隔に保つことができる。z軸制御部208は、周波数検出部214と、第1制御部215とを備える。周波数検出部214は、カンチレバー204の先端部の変位を変位計測部206から取得し、取得した変位からカンチレバー204の振動周波数を取得する。第1制御部215は、周波数検出部214から出力される周波数を一定に保つように、スキャナ部に計測治具150の高さz軸方向を調整させるための制御信号を出力する。第1制御部215は、例えばPIProportional-Integral制御回路等として構成できる。なお、このz軸方向を調整する制御信号の大きさは、試料205の表面の凹凸に対応するため、この値を記録することで、試料205の表面の物理的な形状高さ方向の情報を知ることができる。スキャナ部209は、計測治具150の位置をx、y、z軸の3軸方向に、数nm~数十μm程度移動させる。z軸方向の移動は、前述の通りカンチレバー204の振動周波数を一定に保つためである。x軸及びy軸方向の移動は、試料205上の物理的形状および電位の分布を平面的連続的に計測するためである。スキャナ部209は、波形生成回路216と、高圧アンプ217と、z軸スキャナ218と、x軸スキャナ219と、y軸スキャナ220とを備える。z軸スキャナ218、x軸スキャナ219、y軸スキャナ220は、いずれも、ピエゾ素子である。z軸制御部208からフィードバック制御の結果として出力された制御信号z軸方向と、波形生成回路216で発生させた平面方向の走査用信号x軸、及び、y軸方向とを、高圧アンプ217で増幅し、目的とする軸に対応するz軸スキャナ218、x軸スキャナ219、y軸スキャナ220にそれぞれ入力すると、計測治具150をごく微少量移動させることができる。振動調整部210は、カンチレバー204の振動振幅を一定に保つ処理部である。振動調整部210は、移相回路221と、AGCAutomaticGainControl回路222とを備える。カンチレバー204が試料表面近傍で振動することにより、試料との間に様々な散逸的相互作用力がカンチレバー204に働く。ここで散逸的相互作用力とは、カンチレバーが溶液中で振動する際に周りの溶媒から受ける抵抗力や、カンチレバーの振動により探針が試料表面に近接または接触した際に働く吸着力や摩擦力などの相互作用力である。このため、カンチレバー204の振動エネルギーは絶えず変化する。よって、振動調整部210は、カンチレバー204の振動振幅を一定に保つため、AGC回路222を用いて、アクチュエータ203を励振するための電圧を調整する。ここで移相回路221は、アクチュエータ203に印加される交流電圧に対する、変位計測部206によって検出された変位信号の位相遅れを調整するために用いられる。電位算出部230は、信号検出部207の出力を取得し、後述する算出式から、試料205の表面電位を算出する処理部である。走査されたx-y平面に対応させて、算出された表面電位を並べることで、試料205の表面電位像を得ることができる。次に、以上述べた、本実施の形態に係る液中電位計測装置200を用いて、液中の試料205の表面電位を得る方法を説明する。従来技術で、液中の試料205の表面電位を計測する際に生じる様々な問題は、図6を参照し、探針223と、試料205との間に直流バイアス電圧や低周波数の交流バイアス電圧を印加するために生じる。すなわち、前述のKPFMやSMMでは、数式2の第3項をゼロにするように直流電圧Vdcを制御することで、試料205の表面電位Vsを計測する。そのため、探針223と試料205との間に直流バイアス電圧を印加するための直流電源952を備えている。また、従来技術では、交流電源201で印加される交流電圧も、1kHz程度の周波数が利用されている。これは、以下に述べる理由による。1非特許文献1のような、Fesを変位信号の変化として検出する場合には、十分な検出感度を得るために比較的柔らかいカンチレバーを使う必要があり、その結果としてカンチレバーの共振周波数が低くなる。一方、カンチレバーの変位は、カンチレバーの共振周波数より低い周波数の力成分にしか応答しないため、交流電圧の周波数は共振周波数よりもさらに低い周波数に制限される。2非特許文献2のようなFesを周波数信号の変化として検出する場合には、周波数検出器の検出帯域が一般的に数kHz程度であるため、交流電圧の周波数はその周波数以下に制限される。しかし、液中における電位計測の際に問題となる電気化学反応や溶質溶媒イオン電荷の再配置などは比較的遅い過程である。よって、交流バイアス電圧の周波数として10kHz以上のものを使用することで、これらの液中の反応を大きく抑制できる。本実施の形態に係る液中電位計測装置200では、10kHz以上の高周波交流バイアス電圧のみを、探針223と試料205との間に印加する。そのため、本実施の形態に係る液中電位計測装置200では、液中であっても正確に試料205の表面電位を計測することができる。以下、より詳細に述べる。本技術におけるFesは、数式2においてVdc=0として、次の数式3で与えられる。ここで、Fesに含まれるωm成分数式3の第3項の大きさをA1とし、2ωm成分数式3の第4項の大きさをA2とすると、A1及びA2は、それぞれ数式4及び数式5で与えられる。ここで、前述のとおり、本実施の形態に係る液中電位計測装置200では、カンチレバー204の先端の変位に対応付けてFesを計測している。したがって、A1は、変位計測部206によって出力される電圧のうち、ωm成分の大きさに対応付けられる。また、A2は、変位計測部206によって出力される電圧のうち、2ωm成分の大きさに対応付けられる。したがって、これらA1及びA2の値は、信号検出部207により計測できる。よって、これらの値の比として、Vsの絶対値を数式6により求めることができる。ここで、Vsの符号は、Fesに含まれるωm成分の、交流バイアス電圧に対する位相差φが0°同相ならば正、180°逆相ならば負となる。よって、信号検出部207によりX1=A1Cosφを検出し、このX1の符号からVsの符号を判断する。すなわち、液中電位計測装置200が備える電位算出部230は、以下の数式7により、試料205の表面電位Vsを算出する。なお、X1は、変位計測部206によって出力される電圧に含まれる周波数成分であって、交流電源201が出力する交流電圧の周波数と同じ周波数の周波数成分のうち、交流電源201が出力する交流電圧と同位相の成分として、信号検出部207により計測できる。この数式7を用いて、本実施の形態に係る液中電位計測装置200では、X1、A1、A2の3つの交流信号を信号検出部207で測定記録しながら、探針223を試料205に対して水平方向に走査する。電位算出部230は、それらの値から、表面電位像を算出することができる。なお、X1はVsの符号を知るためにのみ必要なので、必ずしもすべての探針位置で測定する必要はない。たとえば、探針223と試料205の表面との電位差の極性が、試料205の全表面で反転しないならば、信号検出部207は任意の1つの探針位置でのみX1を測定し、電位算出部230でその符号を1度だけ判定すればよい。次に、関連技術に係る電位計測装置と比較することで、本実施の形態に係る液中電位計測装置200の特徴を説明する。図2は、関連技術による電位計測装置950の構成を示すブロック図である。また、図3は、他の関連技術による電位計測装置960の構成を示すブロック図である。なお、図2、図3とも、図1と共通の処理部については同一の符号を付け、詳細な説明は省略する。図2に示される電位計測装置950は、図6の概念図をより詳細に示した物である。電位計測装置950が、本実施の形態に係る液中電位計測装置200と異なる点は、直流電源952と、第2制御部951とを備え、信号検出部207から直流電源952へのフィードバックループが存在する点である。前述の通り、電位計測装置950は、変位計測部206で計測した探針223の変位に含まれる交流成分のうち、数式2の第3項をゼロにするように、直流電源952の出力電圧Vdcをフィードバック制御する。よって、信号検出部207は、数式2の第3項で示されるωm成分のみを検出し、第2制御部951へ出力する。第2制御部951は、例えばPI制御器等で、信号検出部207から取得した数式2の第3項がゼロになるように、直流電源952の出力電圧を制御する。直流電源952は、第2制御部951から出力される制御信号に従い、直流電圧Vdcを出力する。以上述べたように、電位計測装置950では、直流電圧Vdcの大きさを制御するため、第2制御部951によるフィードバックループが存在する。このループ自体の周波数は、通常、100Hz程度である。よって、本実施の形態に係る液中電位計測装置200のように、液中で利用する場合には、このような直流もしくは低周波数の電圧によって、前記のように、不要な電気化学反応や表面応力が生じるため、こうしたフィードバック制御による計測手法は使用できない。そこで、本実施の形態に係る液中電位計測装置200は、第2制御部951を用いたフィードバック制御を使用せず、X1、A1、A2を信号検出部207で計測し、その計測値を用いて電位算出部230が試料205の表面電位を算出する。また、図3に示される関連技術である電位計測装置960例えば、非特許文献3を参照は、直流電圧Vdcを制御するためのフィードバックループが存在しない点で、本実施の形態に係る液中電位計測装置200と同様である。しかし、電位計測装置960は、信号検出部207が検出し、出力する信号が、X1とA2のみであること、及び、電位算出部961で行う算出処理内容の点で、本実施の形態に係る液中電位計測装置200と異なる。すなわち、電位計測装置960が備える電位算出部961は、信号検出部207から取得したX1及びA2を用いて、試料205の表面電位Vsを、次の数式8から求める。この数式8は、本実施の形態に係る液中電位計測装置200が備える電位算出部230が演算に用いる数式7と、以下の関係にある。本実施の形態に係る液中電位計測装置200においても、理想的には、信号検出部207によりX1=A1Cosφを検出し、数式6のA1をX1に置き換えた式すなわち、数式8を用いることが考えられる。その場合、Vsの符号も同時に算出できるため、数式7のように、Vsの符号だけを別途X1から求めるすなわち、sgnX1を算出する必要がなく、よってA1の計測も不要となる。しかし、従来は計算上の理想状態に近い真空中や、それに準じる大気中に置かれた試料205の電位を計測することが課題とされているのに対し、本実施の形態に係る液中電位計測装置200は、液中において試料205の電位を測定することを課題としている。ここで、液中計測の場合は、真空や大気中での計測と比較し、力に対する検出感度が悪化するため、計測信号X1の信号対雑音比が悪化する。また、実際の回路内で、交流電圧の位相遅れ等が生じ、cosφは1、-1以外の中間の値を取り得る。よって、従来のように真空や大気中での計測では、大きな問題とならなかった、これら要因により生じる誤差が、液中計測では著しく増大する。こうした誤差要因による測定誤差を避けるため、本実施の形態に係る液中電位計測装置200では、数式7で示されるように、1表面電位Vsの絶対値を、A1及びA2の計測値から、数式4及び数式5により求める一方で、2別途、Vsの符号をX1の符号から求める。以上述べたように、本実施の形態に係る液中電位計測装置200は、探針223と、探針223-試料205との間の静電気力に対応付けられた電圧を出力する静電気力計測部すなわち、変位計測部206及びカンチレバー204と、探針223及び試料205との間に交流電圧を印加する交流電源201と、静電気力計測部によって出力される電圧に含まれる特定の周波数成分の信号を検出し、検出された信号に対応する値を出力する信号検出部207とを備えている。ここで、交流電源201が出力する交流電圧の周波数は、10kHz以上である。また、信号検出部207は、1静電気力計測部によって出力される電圧のうち、交流電源201が出力する交流電圧の周波数と同じ周波数の周波数成分の大きさと、2静電気力計測部によって出力される電圧のうち、交流電源201が出力する交流電圧の周波数の2倍の周波数の周波数成分の大きさと、3静電気力計測部によって出力される電圧に含まれる周波数成分であって、交流電源201が出力する交流電圧の周波数と同じ周波数の周波数成分のうち、交流電源201が出力する交流電圧と同位相の成分とを出力する。その結果、本実施の形態に係る液中電位計測装置200は、液中での表面電位計測が可能となる。さらに、本実施の形態に係る液中電位計測装置200は、信号検出部207により出力された値から、試料205の表面電位を算出する電位算出部230を備えてもよい。ここで、電位算出部230は、試料205の表面電位であるVsを、1静電気力計測部によって出力される電圧のうち、交流電源201が出力する交流電圧の周波数と同じ周波数の周波数成分の大きさであるA1と、2静電気力計測部によって出力される電圧のうち、交流電源201が出力する交流電圧の周波数の2倍の周波数の周波数成分の大きさであるA2と、3静電気力計測部によって出力される電圧に含まれる周波数成分であって、交流電源201が出力する交流電圧の周波数と同じ周波数の周波数成分のうち、交流電源201が出力する交流電圧と同位相の成分であるX1と、4交流電源201が出力する交流電圧の振幅であるVacとを用いて、Vs=sgnX1×A1/A2×Vac/4の式によって算出する。次に、液中電位計測装置200を用いて液中で試料205の電位計測を行った実験結果について説明する。図4A~図4Dは、液中で計測したA1及びA2と、Vacとの関係を示す図である。具体的には、1mMのNaCl塩化ナトリウム水溶液中のHOPGHighlyOrientedPyrolyticGraphite基板上でA1及びA2のいずれかを測定し、その測定結果を縦軸に、また、測定時の交流バイアス電圧の大きさVacVを横軸にとり、プロットした。より詳細には、図4Aは、液中で計測したA1とVacとの関係を示す第1の図である。また、図4Bは、液中で計測したA2とVacとの関係を示す第1の図である。また、図4Cは、液中で計測したA1とVacとの関係を示す第2の図である。また、図4Dは、液中で計測したA2とVacとの関係を示す第2の図である。すなわち、図4A及び図4Cは、A1の測定結果を示す。また、図4B及び図4Dは、A2の測定結果を示す。また、図4A及び図4Bは、交流電源201が出力する交流バイアス電圧の周波数を1kHzとした場合の計測結果を示す。一方、図4C及び図4Dは、交流電源201が出力する交流バイアス電圧の周波数を30kHzとした場合の計測結果を示す。仮に、交流バイアス電圧によって生じるカンチレバー204に働く相互作用力において真空中での電位計測時と同様に静電気力Fesが支配的であるならば、数式4及び数式5より、A1はVacに比例し、A2はVacの二乗に比例するはずである。一方、そうならない場合には、電気化学反応及びイオンの再配置の影響により、静電気量とは異なる起源の相互作用力を受けていることになる。ここで、図4Aに示されるように、交流バイアス電圧の周波数が1kHzである場合、A1はVACにまったく比例しておらず、電気化学反応及びイオンの再配置の影響により異なる起源の相互作用力を受けていることがわかる。一方、図4Cに示されるように、交流バイアス電圧の周波数が30kHzである場合には、A1はVACに、ほぼ比例しておりA1はVacの1.2乗に比例、Fesの影響が支配的であることがわかる。図4Bと図4Dとを参照しても、交流バイアス電圧の周波数が1kHzである場合よりも、30kHzである場合の方が、より精度良く、A2はVacの2乗に比例しているといえる。この結果から、交流バイアス電圧の周波数を10kHz以上にすることは、従来技術で問題となる電気化学反応及び溶質溶媒の再配置の問題を抑制することに効果的であるといえる。図5A~図5Eは、本発明の実施の形態に係る液中電位計測装置200で、液中の分子膜を測定した結果を示す図である。具体的には、基板上にドデシルアミン分子膜が作製されたHOPG基板を試料205として計測治具150に置き、1mMのNaCl水溶液中で試料205の観察を行った。より詳細には、図5Aは、z軸制御部208から出力されるz軸方向の移動量を色情報に変換し、x-y軸の走査面上にプロットすることで得られる、試料205の表面形状像を示す。また、図5Bは、信号検出部207から出力されるA1の値を色情報の変換し、x-y軸の走査面上にプロットすることで得られる、試料205のA1像を示す。また、図5Cは、信号検出部207から出力されるA2の値を色情報の変換し、x-y軸の走査面上にプロットすることで得られる、試料205のA2像を示す。また、図5Dは、電位算出部230により算出された表面電位を色情報の変換し、x-y軸の走査面上にプロットすることで得られる、試料205の表面電位像を示す。また、図5Eは、図5Dに示される表面電位像におけるA-B間のラインプロファイルを示す。図5Eにおいて、縦軸は液中電位計測装置200により検出した電位mVを示し、横軸はA地点からB地点までの直線距離μmを示す。ここで、ドデシルアミン分子は、HOPG表面と高い親和性を有するため、HOPG上に安定な単分子層を形成することが知られている。また、2層以上の分子層は安定に形成されにくいことも知られている。これらのことから、図5Aの表面形状像において低く観察されている部分はドデシルアミン単分子層表面に相当し、高く観察されている部分は単分子層の上に吸着したドデシルアミン分子の物理吸着層表面であると考えられる。実際、高く見えている部分の構造は凹凸も大きく不安定であり、この構造モデルの妥当性を示唆している。図5Aに示される表面形状像と、図5Dに示される表面電位像を比較してみると、おおむね表面形状像で高い部分が電位の高い部分に相当している。ドデシルアミン分子は、中性の水溶液中では末端のアミノ基が電離して正に帯電にしていると考えられている。したがって、表面形状像において高い部分は、単位面積あたりの吸着分子数が多いために高い電位を示すものと予想される。また、表面形状像で凹凸が見られない部分でも表面電位に変化があるところや、その逆の場合もところどころに見受けられる。しかし、以下の理由により、表面形状像と表面電位像が完全に一致することは考え難く、得られた結果は、むしろ妥当といえる。すなわち、試料205の表面に吸着したドデシルアミン分子の正電荷を打ち消す量の負イオンが、試料205の表面近傍に分布した結果、電気二重層を形成していると予想される。したがって、ドデシルアミン分子の一部が局所的に電離しておらず、表面の凹凸と表面電位の分布が完全に一致しないということは十分に考えられる。また、図5Eに示されるように、電位の最も高いところと最も低いところの測定値の差は約120mVであった。ここで、表面電位差は、mVオーダーの値をとると予想されることから、VオーダーやμVオーダーの値ではなく、mVオーダーの値を示したという点で、妥当な結果といえる。さらに、図5Dに示される電位像はナノスケールのコントラストを示している。これは、液中電位計測装置200は、ナノスケールで試料205と探針223との距離を制御できたことを示す。この点からも、本実施の形態に係る液中電位計測装置200によって、液中の試料205の電位分布が計測可能であるといえる。以上、本発明の実施の形態に係る液中電位計測装置200について説明したが、本発明は、本実施の形態に限定されるものではない。本実施形態に係る液中電位計測装置200では、探針223―試料205間の距離をカンチレバーの共振周波数変化を一定に保つように、z軸制御部208でフィードバック制御を行う。しかし、スタティックモードAFMにおいては、カンチレバー204の変位を一定に保つように、z軸制御部208がフィードバック制御をしてもよい。また、ダイナミックモードAFMにおいては、カンチレバー204の振動の振幅又は位相を一定に保つように、z軸制御部208がフィードバック制御をしてもよい。すなわち、液中電位計測装置200は、スタティックモードAFM及びダイナミックモードAFMで使用される、任意の探針223―試料205間の距離制御方式を使用することが可能である。また、本実施の形態に係る液中電位計測装置200では、交流バイアス電圧によって誘起された静電気力を、カンチレバーの変位として変位計測部206が検出する。しかし、カンチレバーの共振周波数、振動振幅又は位相から、交流バイアス電圧によって誘起された静電気力を検出してもよい。その場合、交流バイアス電圧の周波数は10kHz以上を使用する必要があるので、変位計測部206に代わる、周波数、振幅又は位相の検出部は、2次高調波の周波数である20kHz以上の検出帯域を有している必要がある。さらにまた、本実施の形態に係る液中電位計測装置200では、試料205の表面電位に加えて、その立体的な形状に関する高さ情報を同時に計測するために、探針223を備えたカンチレバー204を用いた。しかし、試料205の表面電位のみを計測するのであれば、必ずしも、探針223を備えたカンチレバー204を用いる必要はなく、代わりに、例えば計測治具150の内径と同程度か、それよりも小さい電極を使用してもよい。すなわち、本実施の形態に係る液中電位計測装置200は、探針223を備えたカンチレバー204に代えて電極を備え、変位計測部206に代えて、電極と試料205との間の静電気力を上記いずれかの方法で計測する静電気力計測部を備えてもよい。なお、本実施の形態に係る液中電位計測装置200は、厳密には、試料205の表面近傍の空間における電位分布を計測しており、前述の表面電位は、正確には表面近傍の電位である。しかし、実質的には、試料205の表面電位と見なせるため、表面電位と記述する。また、本実施の形態に係る液中電位計測装置200では、交流バイアス電圧は、コンデンサ202を通して制御する。しかし、参照電極や対向電極を追加して、カンチレバー204や試料205の電気化学ポテンシャルをバイポテンショスタットにより制御する電気化学セットアップと組み合わせてもよい。この場合、交流バイアス電圧は、バイアスティーか、もしくはトランスを用いて印加することが可能である。これにより、探針223と試料205の電気化学ポテンシャルを安定に制御しながら、電位分布Vsを計測でき、さらに、試料205の電気化学ポテンシャルに依存して電位分布Vsがどのように変化するかといった依存性を調べることができる。また、本実施の形態に係る液中電位計測装置200は、電位算出部230を備えており、信号検出部207から取得した、X1、A1及びA2の計測値から電位像を算出するが、液中電位計測装置200は必ずしも電位算出部230を備えていなくても良い。例えば、液中電位計測装置200の外部にある、電位算出部230相当の装置に対して、信号検出部207で計測したX1、A1及びA2の計測値を入力し、計測時のx-y座標に対応付けて電位Vsを出力すればよい。これにより、電位像を算出することができる。たとえば、図5A~図5Dに示された実験結果のように、X1、A1及びA2の計測値から、それぞれに対応する二次元画像を取得し、その後、各画像を構成する各点の値を電位算出部230相当の装置に入力することで電位像を得ることができる。また、液中電位計測装置200は、必ずしも、コンデンサ202、z軸制御部208、スキャナ部209、及び、振動調整部210を備えていなくても良い。コンデンサ202を備えていない場合であっても、交流電源201が出力する交流電圧の周波数を10kHz以上とすることでも、電位計測の際に問題となる電気化学反応や溶質溶媒イオン電荷の再配置などの反応は抑制できる。よって、コンデンサ202を備えなくとも、同様の発明の効果は奏する。ただし、コンデンサ202を備えた方が、より確実に直流電圧が印加されることを防止できるため、液中の反応を確実に抑えることができ、測定精度が向上する。また、スキャナ部209を備えていない場合であっても、試料205上の1点の電位を計測することは可能であり、液中電位計測装置としての発明の効果を奏する。なお、スキャナ部209を備えることで、x-y平面内を走査して電位を計測することができる。さらに、z軸制御部208を備えることで、試料205の高さ方向の情報を取得することができるため、液中電位計測機能を備えた原子間力顕微鏡を提供できる。また、AGC回路222を備えていない場合であっても、散逸的相互作用力が小さい場合は、カンチレバー204の振動振幅をある程度一定に保つことができる。よって、AGC回路222を備えた場合と同様の発明の効果を奏する。なお、AGC回路222を備えることで、より正確に振幅を一定に保つことが可能となり、電位の測定精度が向上する。なお、上記実施の形態に係る液中電位計測装置200に含まれる各処理部は、典型的には集積回路であるLSIとして実現される。これらは個別に1チップ化されてもよいし、一部又はすべてを含むように1チップ化されてもよい。ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。また、集積回路化はLSIに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。LSI製造後にプログラムすることが可能なFPGAFieldProgrammableGateArray、又はLSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブルプロセッサを利用してもよい。さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて各処理部の集積化を行ってもよい。また、上記実施の形態に係る液中電位計測装置200の機能の一部又は全てを、CPU等のプロセッサがプログラムを実行することにより実現してもよい。さらに、本発明は上記プログラムであってもよいし、上記プログラムが記録された記録媒体であってもよい。また、上記プログラムは、インターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。また、構成要素間の接続関係は、本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明の機能を実現する接続関係はこれに限定されない。更に、本発明の主旨を逸脱しない限り、本実施の形態に対して当業者が思いつく範囲内の変更を施した各種変形例も本発明に含まれる。