Theory of Scanning Probe Microscopy Present Status and New Development

Masaru TSUKADA; Nobuhiko KOBAYASHI; Naruo SASAKI

doi:10.1380/jsssj.20.306

走査プローブ顕微鏡の理論

その現状と新展開

塚田捷, 小林伸彦, 佐々木成朗

著者情報

ジャーナルフリー

1999 年 20 巻 5 号 p. 306-312

DOI https://doi.org/10.1380/jsssj.20.306

詳細

発行日: 1999/05/10 受付日: 1999/01/20 J-STAGE公開日: 2009/08/07 受理日: 1999/01/20 早期公開日: - 改訂日: -
訂正情報
訂正日: 2009/08/07 訂正理由: - 訂正箇所: 引用文献情報訂正内容: Wrong : 1) J. Tersoff and DR. Hamann: Phys. Rev. B 41, 805 (1985).
2) M. Tsukada and N. Shima: J. Phys. Soc. Jpn. 56, 2875 (1987).
5) M. Tsukada, K.Kobayashi, N. Isshiki and H. Kageshima: Surface Sci. Report 33, 265 (1991).
6) M. Tsukada, K. Kobayashi, N. Isshiki, S. Watanabe, H. Kageshima and T. Schimizu: “Scanning Tunneling Microscopy”; (Springer, Amsterdam, 1993).
7) S. Watanabe, M. Aono and M. Tsukada: Phys. Rev. B 44, 8330 (1991).
8) M. Tsukada, K. Kobayashi and N. Isshiki: Appl. Surface Sci. 67, 235 (1993).
9) N.D. Lang: Phys. Rev. Lett. 55, 230 (1985).
10) A.A. Lucas, H. Morawitz, G.R. Henry, J.P. Vigheron, Ph. Lambin, P.H. Cutler and T.E. Feuchtwang: Phys. Rev. B 37, 10708 (1988).
11) H.J. Guentefoht and R. Wiesendanger: “Scanning Tunneling Microscopy”; ed. by (Springer, Amsterdam, 1992).
12) R. Arita, K. Kuroki, H. Aoki, A. Yajima, M. Tsukada, S. Watanabe, M. Ichimiya, T. Oguchi and T. Hashizume: Phys. Rev. B 57, R 6854 (1998).
13) M.P. Samanta, W. Tian, S. Datta, J.L Henderson, and C. P. Cubiak: Phys. Rev. B 53, R 7626 (1996).
14) R. Hey and M. Schreiber: Phys. Rev. B 56,1854 (1997).
15) N. Kobayashi, M. Brandbyge and M. Tsukada: Jpn. J. Appl. Phys. in press.
16) N. Kobayashi, M. Brandbyge and M. Tsukada: Surf. Sci. in press.
17) F.J. Giessibl: Science 267, 67 (1995).
18) S. Kitamura and M. Iwatsuki: Jpn. J. Appl. Phys. 34, L 145 (1995).
19) S. Kitamura and M. Iwatsuki: Jpn. J. Appl. Phys. 35, L 668 (1996).
20) R. Erlandsson, L. Olsson and P. Martensson: Phys. Rev. B 54, R 8309 (1996).
21) N. Nakagiri, M. Suzuki, K. Okiguchi and H. Sugimura: Surf. Sci. 373, L 329 (1997).
22) T. Uchihashi, M. Ohta, Y. Sugawara, Y. Yanase, T. Sigematsu, M. Suzuki and S. Morita: J. Vac. Sci. Technol. B 15,1543 (1997).
23) H. Ueyama, M. Ohta, Y. Sugawara and S. Morita: Jpn. J. Appl. Phys. 34, L 1086 (1995).
24) M. Bammerlin, R. Luthi, E. Meyer, A. Baratoff, J. Lu, M. Guggisberg, Ch. Gerber, L. Howald and H.-J. Güntherodt: Probe Microsc. 1, 1(1997).
25) N. Sasaki and M. Tsukada: Jpn. J. Appl. Phys. 37, L 533 (1998).
26) N. Sasaki and M. Tsukada: App!. Surf. Sci. (1999), in press.
27) N. Sasaki and M. Tsukada: Jpn. J. App!. Phys. 38, 192 (1999).
28) J. Bardeen: Phys. Rev. Lett. 6, 57 (1961).
29) LW. Lyo and P. Avouris: Science 245, 1369 (1989).
30) P. Bedrossian, D.M. Chen, K. Mortensen and J.A. Golovchenko: Nature 342, 258 (1989).
31) M. Tsukada, K. Kobayashi and N. Isshiki: J. Vac. Sci. Technol. B 9, 492 (1991).
34) CS. Jiang, T. Nakayama, M. Aono: submitted to Appl. Phys. Lett.
35) H. Shigekawa, K. Miyake, M. Ishida, K. Hata: Sci. Rep. RITU. A 44, 67 (1997).
36) Y. Nakamura, H. Kawai and M. Nakayama: Phys. Rev. B 52, 8231 (1995).
37) H. Tochihara, T. Amakusa and M. Iwatsuki: Phys. Rev. B 50, 12262 (1.994).
38) C. Thirstrup, M. Sakurai and M. Aono: J. Surf. Anal. 4, 152 (1998); C. Thirstrup, M. Sakurai, K. Stokbro and M. Aono: Phys. Rev. Lett., in press.
39) J.K. Gimzewski and R. Möller: Phys. Rev. B 36, 1284 (1987).
40) J.I. Pascual, J. Méndez, J. Gómez-Herrero, A, M. Baró, N. GarcÍa, U. Landman, W.D. Luedtke, E.N. Bogachek and H.-P. Cheng: Science 267, 1793 (1995).
41) M. Brandbyge, K.W. Jacobsen and J.K. Nørskov: Phys. Rev. B. 55, 2637 (1997).
42) E. Tekman and S. Ciraci: Phys. Rev. B 39, 8772 (1989).
43) K. Hirose and M. Tsukada: Phys. Rev. B 51, 5278 (1995).
45) S. Nakanishi, R. Tamura and M. Tsukada: Jpn. J. Appl. Phys. 37, 3805 (1998).
46) S. Nakanishi and M. Tsukada: Jpn. J. App!. Phys. 37, L 1400 (1998).
47) F.J. Giessibi: Phys. Rev. B 56, 16010 (1997).
48) N. Bogoliubov and Y.A. Mitropolsky: “Asymptotic Methods in the Theory of Nonlinear Oscillations”; (Gordanand Breach, New York, 1961).
49) N. Sasaki, M. Tsukada, R. Tamura, K. Abe and N. Sato: Appl. Phys. A. 66, S 287 (1998).
50) M. Tsukada, N. Sasaki, R. Tamura, N. Sato and K. Abe: Surf. Sci. 401, 355 (1998).
51) R. Pérez, M.C. Payne, I. &Scaron;tich and K. Terakura: Phys. Rev, Lett. 78, 678 (1997).

Right : 1) J. Tersoff and DR. Hamann: Phys. Rev. B 41, 805 (1985).
2) M. Tsukada and N. Shima: J. Phys. Soc. Jpn. 56, 2875 (1987).
5) M. Tsukada, K.Kobayashi, N. Isshiki and H. Kageshima: Surface Sci. Report 33, 265 (1991).
6) M. Tsukada, K. Kobayashi, N. Isshiki, S. Watanabe, H. Kageshima and T. Schimizu: “Scanning Tunneling Microscopy”; (Springer, Amsterdam, 1993).
7) S. Watanabe, M. Aono and M. Tsukada: Phys. Rev. B 44, 8330 (1991).
8) M. Tsukada, K. Kobayashi and N. Isshiki: Appl. Surface Sci. 67, 235 (1993).
9) N.D. Lang: Phys. Rev. Lett. 55, 230 (1985).
10) A.A. Lucas, H. Morawitz, G.R. Henry, J.P. Vigheron, Ph. Lambin, P.H. Cutler and T.E. Feuchtwang: Phys. Rev. B 37, 10708 (1988).
11) H.J. Guentefoht and R. Wiesendanger: “Scanning Tunneling Microscopy”; ed. by (Springer, Amsterdam, 1992).
12) R. Arita, K. Kuroki, H. Aoki, A. Yajima, M. Tsukada, S. Watanabe, M. Ichimiya, T. Oguchi and T. Hashizume: Phys. Rev. B 57, R 6854 (1998).
13) M.P. Samanta, W. Tian, S. Datta, J.L Henderson, and C. P. Cubiak: Phys. Rev. B 53, R 7626 (1996).
14) R. Hey and M. Schreiber: Phys. Rev. B 56,1854 (1997).
15) N. Kobayashi, M. Brandbyge and M. Tsukada: Jpn. J. Appl. Phys. in press.
16) N. Kobayashi, M. Brandbyge and M. Tsukada: Surf. Sci. in press.
17) F.J. Giessibl: Science 267, 67 (1995).
18) S. Kitamura and M. Iwatsuki: Jpn. J. Appl. Phys. 34, L 145 (1995).
19) S. Kitamura and M. Iwatsuki: Jpn. J. Appl. Phys. 35, L 668 (1996).
20) R. Erlandsson, L. Olsson and P. Martensson: Phys. Rev. B 54, R 8309 (1996).
21) N. Nakagiri, M. Suzuki, K. Okiguchi and H. Sugimura: Surf. Sci. 373, L 329 (1997).
22) T. Uchihashi, M. Ohta, Y. Sugawara, Y. Yanase, T. Sigematsu, M. Suzuki and S. Morita: J. Vac. Sci. Technol. B 15,1543 (1997).
23) H. Ueyama, M. Ohta, Y. Sugawara and S. Morita: Jpn. J. Appl. Phys. 34, L 1086 (1995).
24) M. Bammerlin, R. Luthi, E. Meyer, A. Baratoff, J. Lu, M. Guggisberg, Ch. Gerber, L. Howald and H.-J. Güntherodt: Probe Microsc. 1, 1(1997).
25) N. Sasaki and M. Tsukada: Jpn. J. Appl. Phys. 37, L 533 (1998).
26) N. Sasaki and M. Tsukada: App!. Surf. Sci. (1999), in press.
27) N. Sasaki and M. Tsukada: Jpn. J. App!. Phys. 38, 192 (1999).
28) J. Bardeen: Phys. Rev. Lett. 6, 57 (1961).
29) LW. Lyo and P. Avouris: Science 245, 1369 (1989).
30) P. Bedrossian, D.M. Chen, K. Mortensen and J.A. Golovchenko: Nature 342, 258 (1989).
31) M. Tsukada, K. Kobayashi and N. Isshiki: J. Vac. Sci. Technol. B 9, 492 (1991).
34) CS. Jiang, T. Nakayama, M. Aono: submitted to Appl. Phys. Lett.
35) H. Shigekawa, K. Miyake, M. Ishida, K. Hata: Sci. Rep. RITU. A 44, 67 (1997).
36) Y. Nakamura, H. Kawai and M. Nakayama: Phys. Rev. B 52, 8231 (1995).
37) H. Tochihara, T. Amakusa and M. Iwatsuki: Phys. Rev. B 50, 12262 (1.994).
38) C. Thirstrup, M. Sakurai and M. Aono: J. Surf. Anal. 4, 152 (1998); C. Thirstrup, M. Sakurai, K. Stokbro and M. Aono: Phys. Rev. Lett., in press.
39) J.K. Gimzewski and R. Möller: Phys. Rev. B 36, 1284 (1987).
40) J.I. Pascual, J. Méndez, J. Gómez-Herrero, A, M. Baró, N. GarcÍa, U. Landman, W.D. Luedtke, E.N. Bogachek and H.-P. Cheng: Science 267, 1793 (1995).
41) M. Brandbyge, K.W. Jacobsen and J.K. Nørskov: Phys. Rev. B. 55, 2637 (1997).
42) E. Tekman and S. Ciraci: Phys. Rev. B 39, 8772 (1989).
43) K. Hirose and M. Tsukada: Phys. Rev. B 51, 5278 (1995).
45) S. Nakanishi, R. Tamura and M. Tsukada: Jpn. J. Appl. Phys. 37, 3805 (1998).
46) S. Nakanishi and M. Tsukada: Jpn. J. App!. Phys. 37, L 1400 (1998).
47) F.J. Giessibi: Phys. Rev. B 56, 16010 (1997).
48) N. Bogoliubov and Y.A. Mitropolsky: “Asymptotic Methods in the Theory of Nonlinear Oscillations”; (Gordanand Breach, New York, 1961).
49) N. Sasaki, M. Tsukada, R. Tamura, K. Abe and N. Sato: Appl. Phys. A. 66, S 287 (1998).
50) M. Tsukada, N. Sasaki, R. Tamura, N. Sato and K. Abe: Surf. Sci. 401, 355 (1998).
51) R. Pérez, M.C. Payne, I. Štich and K. Terakura: Phys. Rev, Lett. 78, 678 (1997).

抄録

More than 17 years have passed since the invention of the scanning tunneling microscopy, and the development of scanning probe microscopies is now so rapid and remarkable. Moreover the impact has been so great to activate the novel researches in the fields of surface science and nano-structure science. In this article we briefly review present status of the theoretical bases of SPM and future problems. In particular we focus on the theory of quantum transport of atom/molecular bridges and the basic mechanism of the noncontact atomic force microscopy.

責任著者(Corresponding author)

訂正情報

J-STAGEへの登録はこちら（無料）