| SPMについて概要を教えてください。 | |
| 微小な針で，試料をかすかになぞって形状や性質を調べる，新しい顕微鏡です。 |
SPMの概要
走査型プローブ顕微鏡（SPM：Scanning Probe Microscope）は，先端曲率が数10nm程度の微小な探針（プローブ）を試料表面に近づけて，試料－探針間の力学的・電磁気的相互作用を検出しながら走査し，試料表面を三次元的に観察する顕微鏡の総称です（下図参照）。 走査プローブ顕微鏡，プローブ顕微鏡，SPMといろいろな呼び方があります。 AFMとは，原子間力顕微鏡（Atomic Force Microscope）のことで，最も基本となるSPMの代表格です。 さらにSTMとは，走査型トンネル顕微鏡（Scanning Tunneling Microscope）のことで，探針－試料間に流れるトンネル電流（至近距離で働くトンネル効果により非接触でも流れる電流）を検出して動作するSPMの一種です。
STMは特に超高真空中で原子分解能を誇りますが，反面，導電性の無い試料は観察できない，大気中では試料表面の汚染にたいへん敏感である，などの留意点があります。 一方，AFMは試料－探針間に働く力（引力のときも斥力の時もあるが力の正確な把握は難しい）を検出するので絶縁物試料も対象になり大気中でも観察しやすいという特長があります。 そのため，一般にはAFMが広く使用され，市販SPM装置もAFMを基本動作とするものが大多数です。 AFMを大別するとコンタクトモードとダイナミックモードに分類されます。 さらに，試料－探針間に働く他の相互作用を同時検� �することで，三次元凹凸形状だけでなく，試料表面の各種物性を画像化することができるようになってきており，それらを合わせてSPMと呼びます。 SPMに多くの種類が考えられることを念頭に，検出物理量としてXを当ててSXMと言うこともあります。
SPMは，1980年代に発明された歴史の新しい装置です。 STMが1981年，AFMは1986年に発明されています。 STMの発明により超高真空中でSi(111)の7×7構造が実空間像として明瞭に観察されました。 その功績に対して発明者のビニッヒ，ローラーら（IBMチューリッヒ）にノーベル賞が授与され，一躍有名になったことは記憶に新しいです。 SPMは従来の光学顕微鏡や電子顕微鏡と異なるビームやレンズによる縮小拡大を使用しない変わった顕微鏡ですが，特定の条件と試料に対して原子・分子� �見分けることができ，拡大能力では透過型電子顕微鏡に並びます。 大気中や溶液中で使用できるのも大きな特長です。 今後も，ナノテクノロジー研究に必須の顕微鏡装置として一層の応用の拡がりが期待されています。
