| 第1章はじめに 1 |
| 第2章プローブ顕微鏡と局所分光の基礎 |
| 2.1走査プローブ顕微鏡の基礎 13 |
| 2.1.1走査トンネル顕微鏡の動作原理 14 |
| 2.1.2原子間力顕微鏡の動作原理 18 |
| 2.3除振技術 21 |
| 2.1.4粗動機構 24 |
| 2.1.5微動機構 28 |
| 2.1.6STM用探針 30 |
| 2.1.7AFM用探針 31 |
| 2.1.8フィードバック回路 34 |
| 2.2電子分光の理論 35 |
| 2.2.1走査トンネル分光法の基礎 35 |
| 2.2.2共鳴トンネル現象 40 |
| 2.2.3クーロン閉塞と単電子過程 43 |
| 2.2.4電子ホッピングにおけるフォノン効果 49 |
| 2.2.5第一原理リカージョン伝達行列法 52 |
| 2.2.6トンネル領域からコンタクト形成へ 54 |
| 2.2.7原子ワイヤー 58 |
| 2.2.8分子架橋系 63 |
| 2.3力学分光の理論 68 |
| 2.3.1はじめに 68 |
| 2.3.2マクロな物理量－周波数シフト－ 69 |
| 2.3.3ミクロな物理量－探針-表面間相互作用－ 73 |
| 2.3.4理論と実験との比較 76 |
| 2.3.5おわりに 79 |
| 第3章電子分光 |
| 3.1トンネル分光 82 |
| 3.1.1はじめに 82 |
| 3.1.2顕微鏡法から分光法へ 83 |
| 3.1.3走査トンネル分光法の原理と測定例 85 |
| 3.1.4非弾性トンネル分光 92 |
| 3.1.5まとめ 104 |
| 3.2スピン偏極トンネル分光 105 |
| 3.2.1はじめに 105 |
| 3.2.2強磁性体探針による分光 106 |
| 3.2.3実験例 109 |
| 3.2.4SP-STM／STS用探針 113 |
| 3.2.5まとめ 115 |
| 3.3局所トンネル障壁・微視的仕事関数計測 116 |
| 3.3.1はじめに 116 |
| 3.3.2計測原理 117 |
| 3.3.3表面形状の影響 121 |
| 3.3.4計測上の注意点 122 |
| 3.3.5まとめ 126 |
| 3.4局所容量計測 127 |
| 3.4.1歴史的背景 127 |
| 3.4.2計測原理 129 |
| 3.4.3半導体への応用例 131 |
| 3.4.4現状 133 |
| 3.4.5おわりに 134 |
| 3.5電気化学分光 135 |
| 3.5.1固液界面と電気化学STM 135 |
| 3.5.2試料電位掃引を伴う電気化学STM測定 138 |
| 3.5.3電気化学STM像のトンネル電流依存性 140 |
| 3.5.4水溶液中におけるトンネル電流-距離曲線 141 |
| 3.5.5まとめ 143 |
| 第4章力学的分光 |
| 4.1原子間力計測 148 |
| 4.1.1非接触法・周波数シフト 149 |
| 4.1.2ファンデルワールス力 154 |
| 4.1.3共有結合力 157 |
| 4.1.4静電気力 162 |
| 4.1.5原子分解能を実現するには 166 |
| 4.2静電気力計測 167 |
| 4.2.1はじめに 167 |
| 4.2.2表面電位測定の原理 168 |
| 4.2.3KFMの動作方式 169 |
| 4.2.4KFMによる表面電位測定例 173 |
| 4.2.5走査容量原子力間力顕微鏡法 176 |
| 4.2.6おわりに 178 |
| 4.3磁気力計測 179 |
| 4.3.1MFMの原理 180 |
| 4.3.2MFM計測技術 183 |
| 4.3.3磁性媒体観察例 188 |
| 4.3.4最近のマイクロマグネティクス計測 192 |
| 4.3.5おわりに 195 |
| 4.4散逸・非保存力計測 196 |
| 4.5分子間力計測 208 |
| 4.5.1生化学反応のナノスケール測定 208 |
| 4.5.2動的分子間力分光法の原理 209 |
| 4.5.3効率良い測定手法 215 |
| 4.5.4熱揺らぎ 217 |
| 4.5.5力増加速度の制御 222 |
| 4.5.6まとめ 223 |
| 第5章光学的分光 |
| 5.1固体の光分光の基礎 227 |
| 5.1.1物質中の光の伝搬と光学定数 228 |
| 5.1.2固体の光吸収 229 |
| 5.1.3固体の光散乱 234 |
| 5.1.4表面増強およびイメージング 251 |
| 5.1.5超高速分光 254 |
| 5.2近接場分光 264 |
| 5.2.1はじめに 264 |
| 5.2.2近接場光 267 |
| 5.2.3近接場光学顕微鏡 270 |
| 5.2.4SNOMの分解能 276 |
| 5.2.5位置制御 278 |
| 5.2.6分光技術 280 |
| 5.2.7まとめ 286 |
| 5.3STM発光分光 286 |
| 5.3.1はじめに 286 |
| 5.3.2電子トンネル励起発光 288 |
| 5.3.3STM発光計測技術 291 |
| 5.3.4計測例 297 |
| 5.3.5まとめ 302 |
| 5.4光STM 302 |
| 5.4.1はじめに 302 |
| 5.4.2光と試料の相互作用 304 |
| 5.4.3光STMにおける留意点と計測技術 309 |
| 5.4.4まとめ 320 |
| 5.5局所誘電率計測 321 |
| 5.5.1走査非線形誘電率顕微鏡 321 |
| 5.5.2局所線形誘電率分布測定 328 |
| 5.5.3局所非線形誘電率分布測定 329 |
| 第6章発展的応用分光 |
| 6.1微小質量計測 337 |
| 6.1.1はじめに 337 |
| 6.1.2カンチレバーの設計 338 |
| 6.1.3カンチレバーの共振特性の利用 339 |
| 6.1.4微小変位・振動検出技術と微小質量計測 341 |
| 6.2局所温度・熱物性計測 344 |
| 6.2.1走査熱顕微鏡 344 |
| 6.2.2温度・熱伝導性画像の単純計測法 344 |
| 6.2.3SThMにおける定量温度計測 348 |
| 6.3ナノチューブ探針と多探針計測 351 |
| 6.3.1はじめに 351 |
| 6.3.2カーボンナノチューブ探針 353 |
| 6.3.3マルチプローブ顕微鏡 357 |
| 6.3.4まとめ 360 |
| 6.4液中ダイナミックモード計測 360 |
| 6.4.1はじめに 360 |
| 6.4.2カンチレバー振動の励起法 362 |
| 6.4.3動作制御方式 364 |
| 6.4.4おわりに 368 |
| 第7章局所分光の実践例 |
| 7.1有機・バイオ分子の解析 371 |
| 7.1.1はじめに 371 |
| 7.1.2試料調製法 372 |
| 7.1.3有機・バイオ分子のSTM測定 374 |
| 7.1.4有機・バイオ分子の走査フォース顕微鏡測定 381 |
| 7.1.5SPMによる単一(少数)分子の電気伝導計測 383 |
| 7.2触媒・反応過程の解析 388 |
| 7.2.1はじめに 388 |
| 7.2.2サイト選別した表面反応性 389 |
| 7.2.3金属/酸化物界面の電子状態と共鳴電子トンネリング 392 |
| 7.2.4非弾性トンネル分光法の応用 394 |
| 7.2.5絶縁性酸化物膜上での分子の振動励起 395 |
| 7.2.6微粒子化による触媒活性の発現 398 |
| 7.2.7格子歪みに起因した触媒活性の変化 400 |
| 7.3半導体量子構造の解析 402 |
| 7.3.1波動関数マッピング 402 |
| 7.3.2単電子トンネリング 406 |
| 7.3.3ナノ光学応答特性 411 |
| あとがき 420 |
| 索引 422 |
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