[发明专利]扫描探针显微镜以及使用扫描探针显微镜的物理性质测定方法

说明书

扫描探针显微镜(50)具备探针(20)、用于指示探针(20)的悬臂(2)、用于载置试样(S)的扫描仪(43)、使试样(S)与探针(20)之间的距离发生变化的驱动部(4)以及测定悬臂(2)的位移的位移测定部(3)。扫描探针显微镜(50)还具备：曲线制作部(11)，其制作第一曲线和第二曲线，该第一曲线表示试样(S)接近探针(20)时的探针(20)与试样(S)之间的距离同表示悬臂(2)的位移的量的关系，该第二曲线表示试样(S)远离探针(20)时的探针(20)与试样(S)之间的距离同表示悬臂(2)的位移的量的关系；以及物理性质计算部(53)，其求出表示第一曲线与第二曲线之间的面积的量，来作为试样的物理性质。

技术领域

本发明涉及一种扫描探针显微镜以及使用扫描探针显微镜的物理性质测定方法。

背景技术

以往，已知一种使用扫描探针显微镜来观察试样的特性的方法(例如，参照专利文献1)。在扫描探针显微镜中，通过测定表示探针与作用于试样表面的力之间的距离依赖性的力曲线，从而能够测定试样的形状、引力、吸附力、试样的硬度等物理性质。另外，通过一边使探针沿XY方向移动一边测定物理性质并进行图像化，从而能够对试样的表面状态进行观察及分析。用户能够从分析图像获得凹凸状态以及物理性质等与试样有关的见解。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-346782号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，探针与作用于试样表面的力之间的距离依赖性根据所测定的试样而发生变化。例如，在试样柔软的情况下，不能根据力曲线测定吸附量。

因此，本发明的目的在于提供一种不管试样的硬度如何都能够测定表示试样的物理性质的物理量的扫描探针显微镜以及使用扫描探针显微镜的物理性质测定方法。

用于解决问题的方案

本发明的扫描探针显微镜具备：探针；指示构件，其用于指示探针；载置部，其用于载置试样；驱动部，其使试样与探针之间的距离发生变化；位移测定部，其测定指示构件的位移；曲线制作部，其制作第一曲线和第二曲线，所述第一曲线表示试样接近探针时的探针与试样之间的距离同表示指示构件的位移的量的关系，所述第二曲线表示试样远离探针时的探针与试样之间的距离同表示指示构件的位移的量的关系；以及物理性质计算部，其求出表示第一曲线与第二曲线之间的面积的量，来作为试样的物理性质。

优选的是，试样的物理性质是表示试样的硬度的量。

优选的是，曲线制作部将基于位移的指示构件所受到的力用作表示指示构件的位移的量。

优选的是，驱动部沿水平方向进行试样或探针的扫描。位移测定部测定指示构件在水平方向上的各位置处的位移。曲线制作部制作水平方向上的各位置处的第一曲线和第二曲线。物理性质计算部求出水平方向上的各位置处的物理性质。扫描探针显微镜还具备图像生成部，所述图像生成部生成将与水平方向上的各位置对应的物理性质作为像素值的图像。

优选的是，物理性质计算部求出表示在使第一曲线的斜率的大小为阈值以上的指示构件与试样之间的距离的范围内的、第一曲线与第二曲线之间的面积的量，来作为试样的物理性质。

优选的是，物理性质计算部求出表示在使第二曲线的斜率的大小为阈值以上的指示构件与试样之间的距离的范围内的、第一曲线与第二曲线之间的面积的量，来作为试样的物理性质。