高解像度（ナノスケール）の界面準位密度測定AFM顕微鏡

半導体素子の開発や製造における接合界面の形状・性状観察や製品検査、あるいは太陽電池や燃料電池、リチウムイオン電池などの開発における電極表面状態の性質評価など、素子の極小化や高性能化に伴い界面状態の精緻な測定手法が求められている。しかし従来の界面準位密度を測定する顕微鏡（Conductive AFM）では、計測感度や空間的・時間的分解能が低い、装置中の静電容量センサの浮遊容量による影響が生じるなどの問題があった。

大阪大学工学研究科の菅原康弘教授らはこれまでに、KPFM（ケルビンプローブフォース顕微鏡）における接触電位の読み取り時間分解能を、印加する交流バイアス電圧を高周波にすることで、最大1000倍高速化する技術を開発していた。このたび、さらに技術を発展させ、高周波印加と低周波印加を切り替えることで、プローブと被測定物との間に生じる静電気相互作用を測定することにより、被測定物表面の準位密度をナノメートルスケールで測定することを可能にした（図参照）。　従来技術は低周波印加のみだったため、測定した情報には半導体のバルクの情報と表面のバンド曲がりの情報が混じっていたが、高周波印加によって半導体のバルクの情報のみを読み取ることができる。つまり、半導体などの界面に関するより精緻で精確な情報を観察することが可能となった。菅原先生らはこのKPFMを作成し、イオン注入されたシリコンの表面における、異なる周波数の交流バイアス電圧印可時の静電気力の変化を測定し、界面準位密度を観察することに成功している（論文参照）。