FM-AFMとは、探針と試料の間に働く「相互作用力の変化」を「カンチレバーの共振周波数の変化」として検出して表面観察を行う走査プローブ顕微鏡です。
自作装置で一原子を識別する原子分解能が得られる、固体表面の原子単位特性制御技術への発展が期待される解析手法です。
2025/06/01 更新
博士(理学) ( 金沢大学 )
表面物理
ナノ物理
プローブ顕微鏡
ナノテク・材料 / 薄膜、表面界面物性
金沢大学 自然科学研究科 博士後期課程
2013年4月 - 2016年3月
金沢大学 自然科学研究科 博士前期課程
2011年4月 - 2013年3月
金沢大学 理学部 物理学科
2007年4月 - 2011年3月
横浜市立大学 理学部 理学科 助教
2019年10月 - 現在
金沢大学 理工研究域 博士研究員
2016年4月 - 2019年9月
レーゲンスブルク大学(ドイツ) 派遣研究員
2015年2月 - 2015年12月
応用物理学会
日本物理学会
Bromination-Enhanced Chiral Interactions for Triphenylamine on Au and Ag(111)
Hiroaki Ooe, Kazushiro Takasugi, Takashi Yokoyama
The Journal of Physical Chemistry C 2025年3月
Hiroaki Ooe, Takashi Yokoyama
Physical Chemistry Chemical Physics 26 ( 17 ) 12939 - 12946 2024年
Two-Step On-Surface Synthesis of One-Dimensional Nanographene Chains 査読
Hiroaki Ooe, Kaede Ikeda, Takashi Yokoyama
The Journal of Physical Chemistry C 127 ( 16 ) 7659 - 7665 2023年4月
Layer-by-layer dissolution and recovery of KBr(001) surfaces covered with a nanometer-thick water film caused by a pressing tip controlled by frequency modulation atomic force microscopy 査読
Hiroaki Ooe, Toyoko Arai
Applied Physics Express 12 115002 2019年10月
Amplitude dependence of image quality in atomically-resolved bimodal atomic force microscopy 査読
Hiroaki Ooe, Dominik Kirpal, Daniel S. Wastl, Alfred J. Weymouth, Toyoko Arai, Franz J. Giessibl
APPLIED PHYSICS LETTERS 109 ( 14 ) 141603 2016年10月
Evaluation and optimization of quartz resonant-frequency retuned fork force sensors with high Q factors, and the associated electric circuits, for non-contact atomic force microscopy 査読
Hiroaki Ooe, Mikihiro Fujii, Masahiko Tomitori, Toyoko Arai
REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS 87 ( 2 ) 023702 2016年2月
Resonance frequency-retuned quartz tuning fork as a force sensor for noncontact atomic force microscopy 査読
Hiroaki Ooe, Tatsuya Sakuishi, Makoto Nogami, Masahiko Tomitori, Toyoko Arai
APPLIED PHYSICS LETTERS 105 ( 4 ) 043107 2014年7月
二段階表面反応によるナノグラフェン一次元鎖形成過程のSTM観察
大江弘晃, 池田楓, 横山崇
日本物理学会2022年秋季大会 2022年
STM に組みこんだ qPlus センサーの熱振動を利用した力計測の検討
大江弘晃
第82回応用物理学会秋季学術講演会 2021年9月
qPlus センサーの熱振動を利用した力計測
第68回春季応用物理学会学術講演会 2022年
自然科学研究科長賞
2016年3月 金沢大学
大江弘晃
単分子の電気伝導率と剛性の同時計測に向けたSTM/熱振動AFM複合機の開発
研究課題/領域番号:20K15175 2020年4月 - 2023年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 若手研究 若手研究
大江 弘晃
配分額:3770000円 ( 直接経費:2900000円 、 間接経費:870000円 )
本研究では、固体表面の単原子/単分子の複合的な特性(例えば、金属表面に吸着した分子ワイヤーの電気伝導率、剛性、伸縮性の相関特性)の解明を目的に、「走査トンネル顕微鏡(STM)」と「熱振動で力を計測する原子間力顕微鏡(熱振動AFM)」を組み合わせた複合型走査プローブ顕微鏡を開発する。
2021年度は、大気環境で動作する走査プローブ顕微鏡を構築し、位相同期機能を実装したロックインアンプと走査トンネル顕微鏡用コントローラを組み合わせた原子間力顕微鏡/走査トンネルトンネル顕微鏡の複合計測を開始した。AFM力センサーには、大気環境での表面酸化に強い白金イリジウム探針を取り付けたqPlusセンサー(音叉型水晶振動子を応用したAFM力センサー)を使用して、観察試料には、二次元積層グラフェン(HOPG)、金蒸着マイカ、イオン性結晶KBrの固体気体界面を観察し、0.3nm程度の原子高さステップテラス構造を無制御大気環境でも安定に観察できる状況まで装置開発を進めた。
従来の原子間力顕微鏡計測を行うだけでなく、熱振動を利用した力(特に引力相互作用)検出の可否について研究を進めた。具体的には、導電性探針と導電性試料を用いて、探針試料間距離をトンネル電流値で制御し、探針試料間力学的相互作用として静電気力を変化させ、力とAFM力センサーの熱振動応答の関係を解析した。さらに、熱振動を利用して検出した信号と探針試料間力学的相互作用の関係を明らかにするために、近い条件で周波数変調法を用いて取得したデータとの比較を行った。
原子間力顕微鏡用の熱振動を応用した力検出法の確立
2020年4月 - 2021年3月
公益財団法人 横浜学術教育振興財団 2020年度研究助成
大気環境における潮解性物質表面の原子単位局所溶解制御
2017年4月 - 2019年3月
日本学術振興会 学術研究助成基金助成金(若手B)
大江弘晃
担当区分:研究代表者 資金種別:競争的資金