| 1 走査プローグ顕微鏡とは 1 |
| 1.1 走査プローグ顕微鏡の起源 1 |
| 1.1.1 走査トンネル顕微鏡 1 |
| 1.1.2 原子間力顕微鏡 3 |
| 1.2 走査プローグ顕微鏡の特色 5 |
| 2 理論と測定原理 9 |
| 2.1 走査トンネル顕微鏡の理論 11 |
| 2.1.1 走査トンネル顕微鏡で観察しているものは何か? 11 |
| 2.1.2 走査トンネル顕微鏡像の特徴 12 |
| 2.1.3 探針の効果 14 |
| 2.1.4 トンネル障壁の形状とトンネル電流の分布 15 |
| 2.2 非接触原子間力顕微鏡の理論 17 |
| 2.2.1 理論シミュレーションの方法論 17 |
| 2.2.2 非接触原子間力顕微鏡像の計算 19 |
| 2.2.3 散逸効果 21 |
| 2.3 摩擦力顕微鏡の理論 23 |
| 2.3.1 トムリンソン機構 23 |
| 2.3.2 摩擦力顕微鏡像の理論シミュレーション 24 |
| 3 装置と実験方法 29 |
| 3.1 走査トンネル顕微鏡 29 |
| 3.2 原子間力顕微鏡 40 |
| 4 走査トンネル顕微鏡による表面観察 51 |
| 4.1 金属 51 |
| 4.1.1 VIII族金属 51 |
| 4.1.2 金,銀,銅 58 |
| 4.1.3 その他の金属 63 |
| 4.1.4 金属酸化膜 66 |
| 4.2 半導体 71 |
| 4.2.1 はじめに 71 |
| 4.2.2 シリコン表面 72 |
| 4.2.3 化合物半導体表面 107 |
| 4.3 天然鉱物 128 |
| 4.3.1 V族元素鉱物 128 |
| 4.3.2 VI族元素鉱物:テルル 131 |
| 4.3.3 カルコゲン化合物:二硫化モリブデン 133 |
| 4.3.4 IV族元素:カーボン 135 |
| 4.4 酸化物 140 |
| 4.4.1 酸化物清浄表面 141 |
| 4.4.2 表面に担持した金属微粒子の性質 145 |
| 4.4.3 表面上でのダイナミック過程の観察 147 |
| 4.5 超伝導体 149 |
| 4.5.1 超伝導ギャップ 150 |
| 4.5.2 高温超伝導体の層状構造 151 |
| 4.5.3 超伝導および擬ギャップ構造 153 |
| 4.5.4 不純物周辺の電子状態 155 |
| 4.5.5 磁束量子の観察 156 |
| 4.6 有機物 159 |
| 4.6.1 有機分子の走査トンネル顕微鏡観察 159 |
| 4.6.2 液晶分子 160 |
| 4.6.3 フラーレン 160 |
| 4.6.4 ラングミュア-プロジェット膜と自己組織化単分子膜 160 |
| 4.7 溶液中観察 163 |
| 4.7.1 固体と液体の界面 163 |
| 4.7.2 電気化学走査トンネル顕微鏡 164 |
| 4.7.3 溶液中に存在する清浄表面 166 |
| 4.7.4 電解質アニオンの吸着構造 169 |
| 4.7.5 有機分子の化学吸着構造 172 |
| 4.7.6 ヨウ素修飾金属電極上の高配向有機単分子層の生成 174 |
| 4.7.7 半導体電極表面の原子配列とエッチングプロセス 175 |
| 5 原子間力顕微鏡 197 |
| 5.1 接触顕微鏡法による表面観察 197 |
| 5.1.1 光ディスクの観察 197 |
| 5.1.2 半導体ウエハーの観察 200 |
| 5.1.3 記録 202 |
| 5.1.4 有機分子の観察 203 |
| 5.1.5 生体試料観察 207 |
| 5.1.6 試料温度と形状 209 |
| 5.1.7 形状測定と探針形状 210 |
| 5.2 非接触顕微鏡法による表面観察 213 |
| 5.2.1 接触点と非接触原子像観察距離 213 |
| 5.2.2 非接触法で見た広範囲像と金属原子像 215 |
| 5.2.3 Si(111)7×7表面での共有結合引力と非接触原子像 216 |
| 5.2.4 二種類の原子が存在するSi(111)√3×√3-Ag表面の非接触原子像 219 |
| 5.2.5 Si(100)2×1とSi(100)2×1:H表面の観察と原子間力の機構 223 |
| 5.2.6 化合物半導体表面の点電荷の観察 226 |
| 5.3 生体高分子の観察 228 |
| 5.3.1 生体高分子研究の歴史と現状 228 |
| 5.3.2 原子間力顕微鏡による像観察技術 230 |
| 5.3.3 原子間力顕微鏡による化学的測定の原理 235 |
| 5.3.4 吸着の力学 236 |
| 5.4 その他のプローブ顕微鏡と応用 240 |
| 5.4.1 摩擦力顕微鏡 240 |
| 5.4.2 粘弾性顕微鏡 242 |
| 5.4.3 粘着力分布の観察 244 |
| 5.4.4 磁気力顕微鏡 245 |
| 5.4.5 ケルビン力顕微鏡 246 |
| 5.4.6 近接場光学像観察 247 |
| 索引 253 |
