x ¢ ºX c lM õ u § T Ó Þ X ¢ Ì ¦ R mI í Ä ôQ ß O Ë Ó Þ x ¢ ½¬ [ c pÈ k È8 ý < gX c l
+ ä
M * å · ö ¶ B4 w H* å · ¡( 8 Z 9
@ / < Æ § & ñ Ð: x / B N < ÆÂ Ò, ; 402-851
( å c S @ ∗
ô
Dz D G ³ ðï r õ < Æ ½ ¨" é ¶ U ´s Õ ªÒ ¨, @ / 305-600
T * å r )
$ í
ç H ' a @ / < Æ § Ó ü t o < Æõ , Ã º" é ¶ 440-746 (2003¸ 9 Z 4 17{ 9 ~ Ã Î6 £ §)
Å
Ò + þ A & ³p â \ 1 ^ ] j ô Ç ¸ ¸ l \ ¦ Â Ò Ã Ì # " é ¶ ç ß § 4 & ³p â 6 x ¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >` ¦ ]
j % i . & ³p â ` ¦ s 6 x < ÊÜ ¼ Ð+ ¸È ÓÚ Ô\ ¦ > hZ > & h Ü ¼ Ð ' a¹ 1 Ͻ + É Ã º e > ÷ &% 3 ¦, ¸ ¸ l
_ » ¡ ¤ õ p [ jô Ç ¹ ¡ §f e ` ¦ s 6 x # ¸È ÓÚ Ô_ & ñ x 9 ô Ç ¸ s 0 p x > ÷ &% 3 . ¸ ¸ l \ ¦ s
6 x # f â s 10-20 nm & ñ ¸s ¦ [ tØ ¦U ´s 500 nm s ? / Ð ¸È ÓÚ Ô\ ¦ " é ¶ ç ß § 4 & ³p â _ à Рg Ë
> = å Q \ Â Ò Ã Ì % i . l > r_ z ´o B H à Ðg Ë >õ ¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >_ 8 £ ¤& ñ õ \ ¦ q § # ¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >s FWGC(Focusing Waveguide Grating Coupler) ü < ° ú É r p [ j½ ¨ ¸ F g è _ 8 £ ¤& ñ \ & h ½ + Ë < Ê` ¦ Ð% i .
PACS numbers: 06
Keywords: " é ¶ ç ß § 4 & ³p â , ¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >, ¸ ¸ l , Focusing waveguide grating coupler
I. " e  ] Ø
"
é
¶ ç ß § 4 & ³p â (Atomic force microscope, AFM) É r
& ³p â _ © ñ Ð ¢ - a& h à ºé ß Ü ¼ Ð+ 8 £ ¤& ñ Ó ü t_ p è+ þ A
© 8 £ ¤& ñ x 9 / B Nì r \ " f Õ ª 6 £ x6 x# 3 0 A\ ¦ V , ) ¦ e ¦,
¢
¸ô Ç q õ & h Ü ¼ Ð 8 £ ¤& ñ Ó ü t_ Z } s & ñ Ð\ ¦ · ú Ã º e . Õ ª
Q l > r_ © 6 x " é ¶ ç ß § 4 & ³p â Ã Ðg Ë > É r = å Qé ß _ + þ A © s
x p × ¼ " é ¶ Æ Ò+ þ AI Ð ÷ &# Q e # Q p [ j ½ ¨ ¸(7 á xS q
H + þ A © )_ + þ A © 8 £ ¤& ñ \ " f H 8 £ ¤& ñ Ó ü t õ Ã Ðg Ë >ç ß _ l
<
Æ& h ç ß [ O Ü ¼ Ð K =/ B G ) a + þ A © s % 3 # Q .
s
ë H ] j& h ` ¦ K l 0 AK " f 6 £ § õ ° ú s à Ðg Ë >
_
+ þ AI \ ¦ Ë ¨# Q ç ß [ O ` ¦ × ¦ s 9 H ½ ¨ ' ÷ &% 3 .
½ ¨_ õ Ð+ Ã Ðg Ë >= å Q Â Òì r \ ò ø Í è{ 9 \ ¦ | 9 5 Å q # ¾ ú
@
/l + þ AI Ð ë ß H ¦x 9 ¸ ò ø Í è(high dense carbon) Ã Ð g Ë
>, z ´o B H Ã Ðg Ë >_ ^ \ ¦ d y # = å Q Â Òì r` ¦ 7 á § 8 Z þ t
¦ U ´> ë ß H í" é ¶ Æ Ò(super cone) Ã Ðg Ë >, | 9 s : rc ¸
(focused ion beam machined) z ´o B H Ã Ðg Ë >, Õ ªo ¦
¸È ÓÚ Ô\ ¦ l > r à Ðg Ë >_ = å Q \ Â Ò Ã Ìô Ç כ õ ° ú É r 7 á xS q
H + þ AI _ à Ðg Ë >[ þ t s Õ ª @ /î ß Ü ¼ Ð > hµ 1 Ï÷ &# Q © 6 x o ÷ &% 3
.[1]
∗
E-mail: [email protected]
¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë > É r s 7 á x Ó ü t| 9 s ½ + Ë÷ &l M :ë H \ à Ðg Ë >
õ
¸È ÓÚ Ô s _ Â Ò Ã Ìy ¸ ¸È ÓÚ Ô U ´s _ & ñ x 9
¸] X õ ° ú É r l Õ ü t& h Ð ¢ - a s 9 כ ¹ . + þ AI ü < l > & h : £ ¤
$ í
s B Ä º Ä ºÃ º # É r à Ðg Ë >\ " f µ 1 ÏÒ q t H ¸\ _ ô
Ç 8 £ ¤& ñ ¸ \ ¦ þ j è o ½ + É Ã º e . ¢ ¸ô Ç ¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë > É r
¦7 á xS q \ ¦ ° ú H @ /2 x+ þ AI Ð K " f r « Ñ_ [ tØ ¦ s < Ê ]
t  Òì r_ 8 £ ¤ \ { 9 ì ø Í Ã Ðg Ë > Ð 8 H] X K " f 8 £ ¤& ñ Ù ¼
Ð Ã Ðg Ë >_ + þ AI \ " f µ 1 ÏÒ q t H ¸ \ ¦ × ¦{ 9 Ã º e ¦ ¸ È
ÓÚ Ô # QÖ ¼ & ñ ¸ s © _ j Ë µ\ @ /K " f H 6 f H & ³ © Ü ¼ Ð
K " f 8 £ ¤& ñ r « Ñ_ ³ ð \ < H © ` ¦ & h > ½ + É Ã º e . ¢ ¸ ô
Ç èà º$ í s e # Q à º} _ % ò ¾ Ó` ¦ & h > ~ à ΠH .[2][3][4][5]
" f à Ðg Ë >õ 8 £ ¤& ñ Ó ü t_ ç ß [ O \ _ K " f µ 1 ÏÒ q t H 8 £ ¤& ñ
¸ ü < Ã Ðg Ë >_ + þ A © + þ A\ É r ë H ] j\ ¦ K H S X z ´ ô
Ç @ /î ß s | ¨ c à º e . 8Ô ¦ # Q o < Æ& h s Ò q tÓ ü t < Æ& h Ü ¼ Ð l
0 p x oô Ç Ã Ðg Ë >_ ] j ¸ s À Ò# Qt ¦ e Ü ¼ 9 ¸o èÕ ª A
x \ ¦ 0 Aô Ç Ã Ðg Ë >Ü ¼ Ð ¸ 6 x 9 ¦ e .[6]
s
Qô Ç Ä ºÃ ºô Ç : £ ¤$ í ` ¦ ´ ú §s ° ú ¦ e H ¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >
_ ] j ~ ½ ÓZ O É r ¿ º@ /_ s 5 Å x @ /\ ¦ s 6 x # F g < Æ & ³p â Ü ¼
Ð ' a¹ 1 Ï 9 à Ðg Ë >\ ¸È ÓÚ Ô\ ¦ · ¡ כ s Õ ª r í ÷ &
%
3 .[7] Õ ª Ê ê & ³p â ? /Â Ò\ ¸ l \ ¦ © Ã Ì #
¸È ÓÚ Ô\ ¦ > hZ > & h Ü ¼ Ð ' a¹ 1 Ï " f " é ¶ ç ß § 4 & ³p â _ à Рg Ë
>\ ¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >` ¦ Â Ò Ã Ì H ~ ½ ÓZ O ` ¦ 6 x % i .[8]
-300-
þ
j H \ H o < Æl © 7 £ x à ÌZ O ` ¦ s 6 x # J ?s ( é ß 0 A_ " é ¶
ç ß § 4 & ³p â à Ðg Ë >\ f ] X ¸È ÓÚ Ô\ ¦ $ í © r v H ] j
~ ½ ÓZ O s r ¸÷ &% 3 .[9] Õ ª Q o < Æl © 7 £ x à ÌZ O \ _ ô Ç
¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >_ ] j É r Â Ò Ã Ìy ¸_ & ñ x 9 ô Ç ¸] X s # Q
§ >
¦, ô Ç> h_ ¸È ÓÚ Ô\ ¦ [ tØ ¦ r v ¦ & ñ S X ô Ç 0 Au \ ¦ ° ú
¸2 ¤ H l Õ ü t& h # Q 9¹ ¡ § s e . ¸ l \ ¦ s 6 x # f
] X ¸È ÓÚ Ô\ ¦ ¸ H ~ ½ ÓZ O É r o < Æl © 7 £ x à ÌZ O \
É
r ] j _ é ß & h ` ¦ K ½ + É Ã º e . Õ ª Q t F K t ] j
)
a ¸ l H Ä » ¸ ] jô Ç÷ &# Q Â Ò y ¸_ ¸ 20˚
&
ñ ¸s .[10]
: r ½ ¨h Ë > É r íl r ¸ Ð F g < Æ & ³p â \ ¸ l \ ¦ Â Ò
Ã Ì # ¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >` ¦ ] j H ~ ½ Ód ` ¦ r ¸ô Ç & h s e
. Õ ª Q é ß í H y ] X H # ] X Ã Ì H כ ë ß s 0 p x
%
i . " f Â Ò Ã Ìs $ í / B N& h Ü ¼ Ð s À Ò# Qt 8 ¸ à Ðg Ë >
\
· ¡ # Qe H ¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >s . á <# Qe H ~ ½ Ó ¾ Óõ { 9 u
½ +
É 0 p x$ í s & h ¦ & h ] X ô Ç U ´s \ ¦ ° ú t 3 l w K " f à º_ ]
j ) a à Ðg Ë >s 8 £ ¤& ñ \ 6 x l \ H  Ò& h ½ + Ë % i . s
Qô Ç ë H ] j[ þ t` ¦ K ¦ K © ¸ Z } É r & ³p â _ ? /Â Ò\ ^ ] j ô Ç ¸ ¸ l \ ¦ Â Ò Ã Ì % i . s \ ¦ s
6 x # ¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >` ¦ ] j % i ¦, { 9 ì ø Í Ã Ðg Ë >õ
¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >` ¦ 6 x # y y _ 8 £ ¤& ñ õ \ ¦ q § % i .
II. ÷ m Ç ] M ö
2-1. ¿ ¿¼ Ç Ðe + V ¼ Ç Ð Õ
ªa Ë > 1 É r & ³p â _ Â Ò î ß A á ¤ \ Â Ò Ã Ì÷ &# Q e
H ¸ ¸ l _ > h| Ä Ì ¸s . y y _ s 5 Å x» ¡ ¤ õ ¦& ñ Â Ò 0
A\ ¦ ³ ðr Ù þ ¡ ¦, & h  Òì r õ F c ñî ß É r ¸È ÓÚ Ô\ ¦ à Ðg Ë >
\
Â Ò Ã Ì ¦ è ß Ê ê\ U ´s \ ¦ ¸] X H õ & ñ \ Æ Ò÷ &
H  Òì r s . ¸ ¸ l © à Ì÷ & H Å Ò + þ A & ³p
â
(Akashi ) É r / B N Õ þ ! Q_ s ¸¿ º > h~ ½ Ó÷ & H + þ AI
Ð ? /Â Ò_ 6 x& h s © @ /& h Ü ¼ Ð ß ¼ . Â Ò\ î r s 5
Å
x @ /\ ¸È ÓÚ Ô\ ¦ Â Ò Ã Ì ¦ ì ø Í@ /¼ # s 5 Å x @ /\ H " é ¶ ç ß
§ 4
& ³p â _ Ã Ðg Ë >s 0 Au ô Ç . & ³p â _ ? /Â Ò\ " f
à Ðg Ë >õ c ~ ½ ÓØ ¦ Â Ò s _ o \ ¦ × ¦ s l 0 AK " f s 5
Å
x @ / \ O ) 4 R e H t t @ /\ ¦ Ã ºf ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð s 1 l x½ + É Ã º e
¸2 ¤ s 5 Å x» ¡ ¤` ¦ © Ã Ì % i Ü ¼ 9, Õ þ ! Q ü @ Ò\ " f à º1 l x Ü ¼
Ð ¸& ñ ¸2 ¤ % i . ¢ ¸ô Ç Õ þ ! Q_ 8 £ ¤ õ \ s 5 Å x
@
/\ ¦ ^ & h Ü ¼ Ð ' a¹ 1 Ͻ + É Ã º e H ½ Ó` ¦ ë ß [ þ t # Q ] j ) a
¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >` ¦ §^ ½ + É M : s 5 Å x @ /_ 0 Au 7 H
כ
` ¦ S X ¦ F ¸& ñ % i .
¸È ÓÚ Ô\ ¦ f ] X ' a¹ 1 Ï 9 ¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >` ¦ ] j l
0 AK " f H & ³p â ? /\ " f ¸ ¸ l & ñ x 9 ô Ç 1 l x Õ
ªa Ë > 1. Å Ò + þ A & ³p â \ Â Ò Ã Ì ) a ¸ ¸ l _
>
h| Ä Ì ¸.
` ¦ à º' ½ + É Ã º e # Q ô Ç . ¸ ¸ l & ³p â _ / B N Õ þ ! Q ? / Ò\ © à Ì÷ &l 0 AK " f H Y > t כ ¹½ ¨ ¸
|
s e .
' Í
P : s 5 Å x @ / ^ _ 1 l x` ¦ × ¦ # " f ' a¹ 1 Ï\ % ò ¾ Ó` ¦ Å
Òt · ú § ô Ç . s \ ¦ 0 AK & ³p â _ / B N Õ þ ! Q_
 Òì r` ¦ D h Ð ] j " f Õ ªa Ë > 1\ ³ ðr ô Ç כ õ ° ú É r 0 Au \ t t @ /\ ¦ ¦& ñ ½ + É Ã º e H F K © u \ ¦ © Ã Ì # Õ þ
! Q_ ? /Â Ò\ " f ¸ s 5 Å x @ / ¦& ñ ÷ &> < ÊÜ ¼ Ð+ 1 l x` ¦ y
èr ( . t t @ /_ 0 A\ H ¸È ÓÚ Ôü < z ´o B H à Ðg Ë >
`
¦ ¦& ñ H 2 @ /_ 3» ¡ ¤ s 5 Å x @ /\ ¦ Â Ò Ã Ì % i ¦, ¢ ¸ô Ç Â Ò Ã Ì y
¸_ ¸] X ` ¦ 0 AK " f y y _ » ¡ ¤` ¦ × æd Ü ¼ Ð 360˚ r s
0 p x ¸2 ¤ rotator\ ¦ Â Ò Ã Ì % i ¦. z ´o B H Ã Ðg Ë >õ
¸È ÓÚ Ô_ ¦& ñ Â Ò H y rotator_ r » ¡ ¤ × æd \
% i .
Ñ ü
t P : ? /Â Ò ½ ¨1 l x ¸' 1 p x \ " f µ 1 ÏÒ q t H l © s
& ³p â _ c \ % ò ¾ Ó` ¦ Å Òt ´ ú ô Ç . " f
½
¨1 l x \ 9 כ ¹ô Ç ¸' H l © ` ¦ µ 1 ÏÒ q tr v t · ú § H piezo type_ picomotor(Newfocus )\ ¦ y s 5 Å x @ /_ 3» ¡ ¤ s 1 l x
\
6 x % i ¦, z ´o B H à Ðg Ë >õ ¸È ÓÚ Ô_ r É r 1 l x{ 9 ô
Ç ~ ½ Ód _ rotating shaft(Newfocus )\ ¦ s 6 x % i . y
¸' \ ÷ & H [ þ t É r t t @ /_ A \ ¦ : x õ K ü @ Â
Ò © u ü < # \ " f µ 1 ÏÒ q t÷ & H % ò ¾ Ó` ¦ × ¦
%
i . ¸' _ ] j# Q\ ¦ 0 Aô Ç É r Õ þ ! Q_ ? /Â Ò\ " f & h 6 x ] X
` ¦ % i ¦, / B N6 x l © u \ ¦ s 6 x K " f picomo- tor ½ ¨1 l x © u ü < % i .
t } Ü ¼ Ð m ¸ ¸ l \ " f H / B N × æ_ & ñ x 9 ô Ç p [
j ¸ s 9 כ ¹ . " f s 5 Å x @ /\ & ñ x 9 ô Ç ¸' \ ¦ Â Ò
Ã Ì ¦ s \ ¦ ] j# Q l 0 AK " f y ¸' _ ¹ ¡ §f e ` ¦ ( É Ó '
Ð ¸& ñ % i . ¸' H ] j# Qá Ô ÐÕ ªÏ þ \ " f ` O Û ¼_ à º
\
¦ ¸] X # s 1 l x o \ ¦ ¸& ñ ¸2 ¤ % i .
2-2. ¿ ¿¼ Ç Ðe · £ ø 5 ¿Ï Úá Ã ¿ Ç ÔÓ Ï + V ¼ Ç Ð
¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >_ ] j \ 6 x ÷ & H ¸È ÓÚ Ô H ß ¼ ~ ½ Ó
~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð ë ß [ þ t # Q " é ¶ l Ñ ü æ + þ AI _ × æ# 4 ò ø Í è ¸ È
ÓÚ Ô\ ¦ & ñ ] j # 6 x % i . " é ¶ F « Ñ H ¸È ÓÚ Ôü < 8Ô ¦
#
Q ¸{ 9 , e ¦ Q 2 ;, ò ø Í è Ô ¦í HÓ ü t s D ¥ F K e l M :ë H \
¸È ÓÚ Ôë ß ` ¦ z l l 0 Aô Ç % o 9 כ ¹ . ¸È ÓÚ Ô _
& ñ ] j ~ ½ ÓZ O É r Thermogravimetric Analyzer (TGA, 951 TA instruments) \ " é ¶ F « Ñ_ ¸y ` ¦ V , ¦ : r ¸\ ¦ 750
◦ Ð
¦& ñ r v ¦ % 6 £ § [ þ t # Qç ß ¸y _ | 9 | ¾ Ós 2%ë ß z ` ¦ M : t
\ P % i .
&
ñ ] j ) a ò ø Í è ¸È ÓÚ Ô ¸y É r ¸$ í ] X Ã Ì _ { 9 ` ¦ 6
x # ¸È ÓÚ Ô s 5 Å x @ /_ ¦& ñ  Ò\ Â Ò Ã Ì % i . " é ¶ ç
ß § 4 & ³p â \ 6 x H x p × ¼ + þ AI _ tapping mode
à Ðg Ë >(DI, TESP) É r ì ø Í@ /¼ # s 5 Å x @ /_ ¦& ñ  Ò\ ¸$ í ] X
Ã Ì _ { 9 ` ¦ 6 x # Â Ò Ã Ì % i . à Ðg Ë >õ ¸È ÓÚ Ô ¦& ñ Â
Ò\ ¦ y y _ s 5 Å x @ /\ Â Ò Ã Ìô Ç Ê ê\ / B N © I _ Å Ò + þ A
& ³p â \ V , H . c ~ ½ ÓØ ¦ Â Òü < Ã Ðg Ë > ¦& ñ Â Ò
5 mm | ¨ c M : t & ³p â _ 8 £ ¤ ½ ÓÜ ¼ Ð ' a¹ 1 Ï 9 t
t @ /\ ¦ ] X H r . 6 £ § Ü ¼ Ð & ³p â Ü ¼ Ð ' a¹ 1 Ï l
\ 1 l x y è_ 3 l q& h Ü ¼ Ð Â Ò Ã Ìô Ç F K © u \ ¦ s 6 x
# t t @ /\ ¦ ¦& ñ r . & ³p â \ " f Â Ò Ã Ìr 6
x ÷ & H C Ö ¦ É r à Ðg Ë >õ _ Â Ò Ã Ì ~ ½ Ó ¾ Ós { 9 u H ¸È Ó Ú
Ô\ ¦ ¹ 1 Ô " f U ´s ü < ¿ ºa _ ' a¹ 1 Ïs 0 p xô Ç ¦C Ö ¦(2ë ß C
) Ð ô Ç . Â Ò Ã Ì½ + É ¸È ÓÚ Ô × þ ÷ & à Ðg Ë >_ = å Q  Òì r
`
¦ s ] X H r v ¦, à Ðg Ë >õ ¸È ÓÚ Ô_ Z } s 1 l x{ 9 K
t ¸2 ¤ s 1 l xô Ç . à Ðg Ë >s ¸È ÓÚ Ô Ð ¸F K A A á ¤ 0 Au \ ¸ ¸2 ¤ ¸& ñ ô Ç Ê ê\ à Ðg Ë >_ Â Ò Ã Ì s Â Ò Ã Ì ¦
H ¸È ÓÚ Ô_ Ð A \ 0 Au ¸2 ¤ s 1 l x r
. à Ðg Ë >` ¦ ¸È ÓÚ Ô e H 0 AA á ¤ Ü ¼ Ð p [ j > s 1 l x r v
" f ¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >_ Â Ò Ã Ì \ ¢ - a y · ¡ ` ¦ M : t s
1 l x r . à Ðg Ë >` ¦ ý aÄ º Ð ¹ ¡ §f # " f Â Ò Ã Ì~ ½ Ó ¾ Ó` ¦ à Ðg Ë >
_
× æd  Òü < { 9 u ¸2 ¤ ô Ç . à Ðg Ë >õ ¸È ÓÚ Ô_ ] X 8 ú ¤ Â
Ò0 A\ ¦ 10ë ß C _ ¦C Ö ¦ Ð Ã ºì r& ñ ¸ c ` ¦ | 9 5 Å q r v
¸m ' \ ' a¹ 1 Ï÷ & H  Òì r \ ò ø Í è ¸% i Ó ü t s Á ú ¢s > ) a
. Õ ª Ê ê\ Ã Ðg Ë >` ¦ ] X H r ~ ´ M :ü < ì ø Í@ /~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð s 1 l x r
v ¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >\ · ¡ # Q ¸È ÓÚ Ô ¸y \ " f 4
R : r . à Ðg Ë >` ¦ r r v " f à Ðg Ë >_ & ñ õ 8 £ ¤ \
"
f ¸È ÓÚ Ô_ Â Ò Ã Ìy ¸\ ¦ S X ô Ç . 9 כ ¹ à Ðg Ë >
õ
¸È ÓÚ Ô_ Â Ò Ã Ì Òì r` ¦ ¦C Ö ¦ Ð r ' a¹ 1 Ï H õ
&
ñ ` ¦ Ã º' < ÊÜ ¼ Ð+ 2 ò ø Í è ¸% i Ó ü t` ¦ ë ß [ þ t # Q Â Ò Ã Ì` ¦ y ©
or . Õ ªa Ë > 2\ " f H t F K t [ O " î ô Ç ] j í H " f\ ¦ ç ß é
ß y ¸d o # ? /% 3 .
Õ
ª Q & ³p â _ © É r l : r& h Ü ¼ Ð ¨ î s 9, Z } s
\ @ /ô Ç & ñ x 9 ô Ç & ñ Ð\ ¦ Å Òt 3 l w l M :ë H \ , s \ ¦ s 6
x # & ñ x 9 ô Ç 3 " é ¶ \ O ` ¦ Ã º' H כ É r Ô ¦ 0 p x .
Õ
ªa Ë > 2. ¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >_ ] j í H " f ¸.
" f l > r ¸ ¸ l H Â Ò Ã Ì õ 8 £ ¤ \ " f ¸È ÓÚ Ô _ Â Ò Ã Ì y ¸\ ¦ 1 l x r \ ' a¹ 1 Ͻ + É Ã º \ O l M :ë H \ ¸È ÓÚ Ô
\
¦ Â Ò Ã Ì½ + ÉM :\ ô Ç ~ ½ Ó ¾ Ó\ " fë ß ' a¹ 1 Ï 9 ] j > ) a .
" f r r & Ã Ðg Ë >_ Â Ò Ã Ì õ 8 £ ¤ ` ¦ ] X ì ø Í& ñ ¸ ' a
¹
1 Ï < ÊÜ ¼ Ð+ ¿ º~ ½ Ó ¾ Ó\ " f Â Ò Ã Ìy ¸\ ¦ p o 0 p u½ + É Ã º e
¸2 ¤ # & ³p â _ ¨ î & h ' a¹ 1 Ï\ É r é ß & h ` ¦
Ð ¢ - a ¦ Ù þ ¡ .
0
A_ õ & ñ \ ] j ) a ¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >\ " f ¸ ¸ È
ÓÚ Ô · ¡ # Q e H ~ ½ Ó ¾ Ós ½ Ó © 1 l x{ 9 t H · ú § . " f Â
Ò Ã Ìy ¸ ´ ú §s # Á # Qè ß כ É r & ³p â Ü ¼ Ð ' a¹ 1 Ï
"
f ] X Ã Ì _ { 9 \ Ã Ðg Ë >` ¦ U ·¸ n q s x 9 # Q V , % 3 N S? /" f
¸È ÓÚ Ô\ ¦ à Ðg Ë >\ " f b # Q · p Ê ê\ r Â Ò Ã Ì % i . ¢ ¸ô Ç
¸È ÓÚ Ôü < à Ðg Ë >_ Â Ò Ã Ì y ¸ ¸F K d ¦ # Q â Ä º\ H ò
ø Í è ¸% i Ó ü t` ¦ Æ Ò Ð 6 x # ¸È ÓÚ Ô_ Â Ò Ã Ì~ ½ Ó ¾ Ó` ¦
¾ Ó © r ~ ´ Ã º e % 3 .
¸È ÓÚ Ô_ U ´s | â Ä º\ H U ´s \ ¦ × ¦ s l 0 A K
" f, s 5 Å x @ /\ " f ¸È ÓÚ Ôü < à Ðg Ë >_ ¦& ñ  Ò\ ¦ b # Q? /
¦ Õ ª o \ ] X ` ¦ r F G` ¦ · ¡ % i . & ³p â Ü
¼ Ð ' a¹ 1 Ï 9 ¸È ÓÚ Ôü < F G s ] X 8 ú ¤¿ ` ¦ M :, ü @ Ò_
` O
Û ¼µ 1 ÏÒ q tl \ " f ¸È ÓÚ Ôü < F G ª é ß \ é ß { 9 ` O Û ¼(20 Vpp. 1 kHz)\ ¦ # ¸È ÓÚ Ô\ ¦ ] X é ß % i . ] X é ß
÷
& H U ´s H @ /| Ä Ì 1 & ñ ¸ Ð 1 r_ ] X é ß Ü ¼ Ð Ã Ðg Ë >\ " f .
á <# Q ü <e H ¸È ÓÚ Ô_ U ´s H @ /| Ä Ì 500 ? /ü @
÷
&% 3 . ¸È ÓÚ Ôü < à Ðg Ë >_ ] X H É r ¸È ÓÚ Ô ì ø Í@ /¼ #
F G \ ] X 8 ú ¤ô Ç s Ê ê\ ¸È ÓÚ Ô 6 f# Q| 9 M : t s À Ò
#
Qt H X < ] X é ß É r 6 f# Qf s = å Q H  Òì r \ " f à Ðg Ë >A á ¤ Ü ¼
Ð 8 î r / B M \ " f s À Ò# Q& . s כ É r ¸È ÓÚ Ô ô a Ü
¼ Ð K " f 6 £ x§ 4 s | 9 × æ ÷ & H / B M s ] X é ß ÷ & H כ Ü ¼ Ð Ð
.
Õ
ªa Ë > 3\ " f ý a8 £ ¤ õ × æ © _ É r y y ¸ ¸ l
Ð ] j ) a ¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >_ Â Ò Ã Ì õ 8 £ ¤ ` ¦ ' a¹ 1 Ïô Ç
s . Â Ò Ã Ì _ ` ¦ Ð " é ¶ ç ß § 4 & ³p â Ã Ðg Ë >_ '
é ß Â Òì r \ Ã Ðg Ë >_ × æd õ { 9 u H ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð ¸
Õ
ªa Ë > 3. ] j ) a ¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >_ & ³p â
(ý a8 £ ¤  Ò' a: ¸È ÓÚ Ô Â Ò Ã Ì , b: ¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >_ 8
£
¤ , c: 8 £ ¤& ñ \ 6 x ) a z ´o B H Ã Ðg Ë >).
È
ÓÚ Ô · ¡ # Q e ¦, 8 £ ¤ \ " f H Ã Ðg Ë >_ â õ { 9 u
H ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð ¸È ÓÚ Ô Â Ò Ã Ì÷ &# Q e H כ ` ¦ ^ ¦ à º e
. ¢ ¸ô Ç Ã Ðg Ë >õ ¸È ÓÚ Ô ë ß H  Òì r \ ò ø Í è ¸
%
i Ó ü t s ¿ º, > Á ú ¢# e H כ ` ¦ S X ½ + É Ã º e . Ã Ðg Ë >_ U
´s H 430 nm s ¦, f â É r 27 nm s s . Õ ªa Ë > 3_ Ä
º8 £ ¤ É r ¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >õ 8 £ ¤& ñ õ \ ¦ q § l 0 A K
" f 6 x ) a q ] X 8 ú ¤~ ½ Ód Ü ¼ Ð 8 £ ¤& ñ ÷ & H y Þ ¦ + þ AI _ z
´o B H à Ðg Ë >(DI, OTESPA)s . ] j ) a ¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >
_
7 á xS q H 20 @ / 1& ñ ¸ ) a . Ó ü t : r 7 á xS q 8 ß ¼
8 a % v ¦ U · É r + þ AI _ r « Ñ\ ¦ 8 £ ¤& ñ ½ + É Ã º e Ü ¼ Õ ª ë ß p u
¸ ú
6 f# Qt Ù ¼ Ð 8 £ ¤& ñ % ò © s Ô ¦î ß & ñ K . " f Õ ªa Ë >
3 \ e H ¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë > & ñ ¸_ 7 á xS q \ ¦ ° ú ¸2 ¤ ë ß × ¼
H כ s × æ כ ¹ .
III. ¤X N Ë+ s ÇÊ Ý õ m Í À X Ø8 ý
Õ
ªa Ë > 3õ ° ú s ] j ) a ¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >` ¦ s 6 x # to- pography 8 £ ¤& ñ z ´+ « >` ¦ % i . 8 £ ¤& ñ \ s 6 x ) a r « Ñ H Focusing waveguide grating coupler(FWGC) F g è _ ] X
8 ú ¤d Û ¼ß ¼s ¦ + þ AI Ð ÷ &# Qe Ü ¼ 9, Z } s H 260 nm s ¦ _ ç ß É r 500 nm s . z ´o B H à Ðg Ë >
õ
¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >Ü ¼ Ð é ß _ â y ` ¦ 8 £ ¤& ñ # y
y _ 8 £ ¤& ñ õ \ ¦ q § % i .
Õ
ªa Ë > 4 ü < 5 H y y z ´o B H à Ðg Ë >(Õ ªa Ë > 3c)ü < ¸È Ó Ú
Ô Ã Ðg Ë >(Õ ªa Ë > 3a,b)Ü ¼ Ð tapping mode\ " f % 3 É r AFM
s 9, 8 £ ¤& ñ 0 Au & ñ S X y 1 l x{ 9 t H · ú § ¸, H] X ô Ç
¿
º 0 Au \ " f 8 £ ¤& ñ ÷ &% 3 . { 9 ì ø Í z ´o B H Ã Ðg Ë >Ü ¼ Ð 8 £ ¤& ñ ) a Õ
ªa Ë > 4_ é ß \ 3> h_ H Ã ºf Ü ¼ Ð Ø Ô H é ß ` ¦
Ð 8 £ ¤& ñ ) a â y s 72˚s 9, Ã Ðg Ë > ^ _ + þ AI M :ë H
\
_ < Ì { ` ¦ ] j@ / Ð 8 £ ¤& ñ t 3 l w H כ ` ¦ · ú Ã
º e . Õ ªa Ë > 3a, b_ ¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >Ü ¼ Ð 8 £ ¤& ñ ) a õ
Õ ªa Ë > 5\ " f H _ â y É r 85˚ s . s כ É r à Рg Ë
>_ + þ A © õ 8 £ ¤& ñ Ó ü t \ ¸" fo  Òì r_ l & h © ñ 6
x s × ¦ # Q[ þ t # Q z ´] j + þ A © \ Ð î r % ò © ` ¦ % 3 É r õ
s . # l " f é ß _ Ä º8 £ ¤ \ 1 l x s { 9 Â Ò ' a¹ 1 Ï÷ & H כ Õ
ªa Ë > 4. z ´o B H Ã Ðg Ë >_ FWGC 8 £ ¤& ñ õ .
Õ
ªa Ë > 5. ¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >_ FWGC 8 £ ¤& ñ õ .
õ
â y s à ºf \ p u t 3 l w H כ É r ¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >
_ Â Ò Ã Ìy ¸ü < ¸È ÓÚ Ô-8 £ ¤# 4 ç ß _ © ñ 6 x \ " f l
H ¸ Ð+ , s \ @ /ô Ç & ñ | ¾ Ó& h ì r$ 3 É r Æ Ò& h ½ ¨
9
כ ¹ . [11] ¢ ¸ô Ç { s ^ ¦2 ¤ H z ´s ' a¹ 1 Ï÷ &
%
3 H X <, s H ] j / B N& ñ _ Â Òí ß Ó ü t(artifact) Ð Ðs 9, 8 £ ¤
&
ñ Â Òí ß Ó ü t É r m .
Õ
ªa Ë > 6 É r 8 £ ¤& ñ Ó ü t s f y + þ AI _ { 9 â Ä º(z ´ )\
¸È ÓÚ Ôü < z ´o B H à Ðg Ë >s ° ú ¦ e H Â Ò Ã Ìy ¸ü < à Ðg Ë >
_
+ þ A © \ _ K " f 8 £ ¤& ñ õ (& h )\ # Q* ô Ç s \ ¦ Å Ò
Õ
ªa Ë > 6. z ´o B H à Ðg Ë >õ ¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >_ 8 £ ¤& ñ ¸d ¸.
H t · p כ s . $ z ´o B H Ã Ðg Ë > É r _ 8 £ ¤ õ s
À Ò H z ´o B H Ã Ðg Ë >_ y ¸ H 25˚ s t ë ß , Ã Ðg Ë >s 10˚_
â
y ` ¦ ° ú ¦ · ú ¡Ü ¼ Ð l Ö ¦ # Q4 R " é ¶ & ³p â \ © à Ì÷ &l M
:ë H \ 8 £ ¤& ñ r H Ã Ðg Ë >õ 8 £ ¤& ñ r « Ñ s À Ò H y É r Õ ªa Ë >
6 \ ³ ðr ÷ & H כ õ ° ú s 15˚ ) a . Õ ªa Ë > 4\ " f z ´o B H
à Ðg Ë >\ _ K " f 8 £ ¤& ñ ) a r « Ñ_ â \ y ¸ H 72˚ s ¦,
#
l \ " é ¶ & ³p â \ Â Ò Ã Ì½ + É M :_ ¸ í < ÊH d Ü ¼ Ð+ z
´] j r « Ñ_ â É r 90˚ \ î r כ Ü ¼ Ð Ð . ¢ ¸ ô
Ç 8 £ ¤& ñ r « Ñ Z } s 250 nm, _ Å Òl 500 nm& ñ ¸ s
Ù ¼ Ð, à Ðg Ë >_ + þ A © \ É r 8 £ ¤& ñ 0 p xô Ç s \ < Ì _ { U ´s H 100 nm s ) a . Õ ª Q ¸È ÓÚ Ô
à Ðg Ë >_ â Ä º\ H Õ ªa Ë > 5\ " f 8 £ ¤& ñ ) a y ¸ 85˚s .
¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >_ Â Ò Ã Ìy ¸ 5˚e ` ¦ ¦ 9 # , 8 £ ¤& ñ ¸+ þ A
\
_ K " f > í ß ÷ & H { _ U ´s ¸ 230 nm& ñ ¸ Ð z ´ o
B H Ã Ðg Ë >_ 2C Å H U ´s _ & ñ Ð\ ¦ ° ú ¦ e . > í ß
\
_ K " fë ß s m Õ ªa Ë > 4ü < 5_ z ´] j 8 £ ¤& ñ õ \ " f
¸ s  Òì r s H s \ ¦ Ðs H כ ` ¦ S X ½ + É Ã º e .
8
£
¤& ñ õ _ 7 H_ \ " f H Å Ò Ð â y ë ß ` ¦ q § #
¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >s + þ AI ü < Â Ò Ã Ìy ¸_ ¸] X Ð K " f z ´ o
B H Ã Ðg Ë > Ð z ´] j + þ A © õ î r õ \ ¦ Ð# ï r H
כ
` ¦ Ð% i . ¢ ¸ô Ç & ³p â Ü ¼ Ð _ é ß ½ ¨ ¸\ ¦
'
a¹ 1 Ï ¦ ô Ç r ¼ # ` ¦ ] X é ß K Ù ¼ Ð ¦_ Û
¼ß ¼\ ¦ õ K ô Ç . " f q õ & h ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð
& ³p â õ q 5 p wô Ç & ñ ¸_ K © ¸\ ¦ ° ú H é ß _ + þ A ©
`
¦ ? / H כ s ¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >_ © H © & h s ½ + É Ã
º e .
IV. + s Ç Â ] Ø õ m Í X N ËP
¸ ¸ l \ ¦ 6 x # ¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >` ¦ ] j H ~ ½ Ó Z O
É r à Ðg Ë >` ¦ ô Ç > hm f ] X ¸ < ÊÜ ¼ Ð+ \ O 5 Å q ¸ H Ö ¼ o
t ë ß , 8 £ ¤& ñ \ % ò ¾ Ó` ¦ p u H ¸È ÓÚ Ô_ ~ ½ Ó ¾ Óõ U ´s
\
¦ & ñ S X > ¸] X ½ + É Ã º e H © & h ` ¦ t ¦ e . Å Ò + þ
A & ³p â \ © Ã Ì ) a ¸ ¸ l \ ¦ s 6 x # ¸ È
ÓÚ Ô\ ¦ f ] X ' a¹ 1 Ï ¦ ¸p ' à ºï r Ü ¼ Ð ] j# Q < ÊÜ ¼ Ð +
& ñ §ô Ç ¸È ÓÚ Ô Ã Ðg Ë >` ¦ ] j ½ + É Ã º e % 3 . © 6 x z ´ o
B H Ã Ðg Ë >\ q K " f â y É r 10˚ s © 8 Ø Ô> 8 £ ¤
&
ñ ÷ &% 3 Ü ¼ 9, s _ Y J É r 2 C s © | % ò % i ` ¦ 8 £ ¤& ñ
½ +
É Ã º e % 3 .
P c
p 8 ý ò k >
: r ½ ¨_ { 9 Â Ò H _ / å L ¸ è > hµ 1 Ï \ O õ ¸ Ù þ
d l ì ø Í \ O _ t " é ¶ Ü ¼ Ð Ã º' ÷ &% 3 _ þ v m .
Y c
p w à U Ø ô
[1] Zhiyong Liu, You Dan, Qiu Jinjun and Yihong Wu, J. Appl. Phys. 91, 8843 (2002).
[2] Cattien V. Nguyen, et al, Appl. Phys. Lett. 81, 901 (2002).
[3] Takayuki Arie, Hidehiro Nishijima, Seiji Akita, and Yoshikazu Nakaya, J. Vac. Sci. Technol. B 18, 104(2000).
[4] B. C. Park, et. al., Metrology, Inspection, and Pro- cess control for microlithography XVI, Daniel J. C.
Herr, Editor, Proceedings of SPIE 4689, 672 (2002).
[5] Stanislaus S. Wong, Adam T. woolley, Ernesto Jose- levich, Chin Li Cheung, and Charles M. Lieber, J.
AM. Chem. Soc. 120, 8557 (1998).
[6] Hongjie Dai, Nathan Franklin and Jie Han, Appl.
Phys. Lett. 73, 1508(1998).
[7] Hongjie Dai, Jason H. Hafner, Andrew G. Rinzler, Daniel T. Cobert & Richard E. Smalley, Nature 384, 147 (1996).
[8] Nakayama, Yoshikazu; Nishijima, Hidehiro; Akita, Seiji; Hohmura, Ken I; Yoshimura, Shige H;
Takeyasu, Kunio, J. Vacu. Sci. Tech. 18, 661(2000).
[9] Erhan Yenilmez, Qian Wang, Robert J. Chen, Dun- wei Wang, and Hongjie Dai, Appl. Phys. Lett. 80, 2225 (2000).
[10] Takafumi Morimoto, Toru Shinakia, Yukio Kem-
boa and Sumio Hosakab, Metrology, Inspection, and
Process Control for Microlithography XVII, Daniel
J. Herr, Editor, Proceedings of SPIE, 5038, 636
(2003).
[11] B. C. Park, J. Kang, K. Y. Jung, W. Y. Song, B.- h. O and T. B. Eom, Metrology, Inspection, and Process Control for Microlithography XVII, Daniel
J. Herr, Editor, Proceedings of SPIE, 5038, 935 (2003).
Fabrication of Nanotube Tips for Atomic Force Microscopes by Using a Nanomanipulator
K. Y. Jung, W. Y. Song and B. H. O
School of Information and Communication Engineering, Inha University, Incheon 402-851
B. C. Park
∗Length Group, Korea Research Institute of Standard and Science, Daejeon 305-600
Y. H. Lee
Department of Physics, Sungkyunkwan University, Suwon 440-746 (2003¸ 9 Z 4 17{ 9 ~ Ã Î6 £ §)
A nanotube tip for an atomic force microscope was fabricated by using a nanomanipulator in- stalled in a scanning electron microscope. The nanomanipulator enabled precise multi-axes manip- ulation of the individual nanotube while viewing a real-time scanning electron microscope image. A nanotube of 10 - 20 nm in diameter and about 500 nm in protrusion length was attached at the end of the AFM tip. We compared the measurement results obtained with a conventional silicon tip to those obtained with the fabricated nanotube tip. The nanotube tip turned out to be more appro- priate for measuring a nano-structured sample that included a pattern in the mask for a focusing waveguide grating coupler.
PACS numbers: 06
Keywords: Atomic force microscope, Nanotube tip, Nanomanipulator, Focusing waveguide grating coupler
∗
