実験装置
表面分析・顕微鏡関係 （下記の分析装置の利用を希望する学内の方は坂本までご連絡ください）
- FIBナノサンプリングREMPI装置
JST先端計測分析技術・機器開発事業に採択され、H16年度後期より開発している装置です。ナノメートルレベルまで細く絞ることができる専用設計の収束イオンビーム(FIB)を備え、固体表面に照射します。スパッタリングによって放出された原子・分子に、波長可変レーザーを照射することにより、狙った原子・分子をイオン化させ、質量分析計(TOF-MS)によって検出します。つまり、固体表面の組成がマイクロ・ナノレベルの空間分解能で測定できることになります。また、FIBによる微細加工を併用すると、微粒子や固体内部など、試料の任意の箇所の測定ができます。
＜応用分野＞
・半導体素子の故障解析
・ポリマー材料の解析
・環境微粒子の解析
＜開発内容＞
・レーザーイオン化の最適化
・装置制御プログラミング
・FIB/EBの同一領域観察
装置内部のようす。中は超高真空です。観察したい試料に対してイオンビーム、電子ビームなどが配置されています。
波長可変レーザー（色素レーザー）
波長可変レーザー（Ti:Saレーザー）
フェムト秒レーザー
顕微鏡装置本体
- Dynamic-SIMS
試料表・ﾊにイオンビームを当て、出てくる二次イオンを質量分析することで、固体表面の微量分析ができます。主として深さ方向分析に用います。
＜応用分野＞
・半導体素子の不純物の深さ方向分析
Dynamic-SIMS装置の概観
- オージェ電子顕微鏡
オージェ電子顕微鏡は電子顕微鏡の一種ですが、電子線を表面に当てた際に放出される二次電子のエネルギーを分析することにより、表面の元素分布が測定できます。
＜応用分野＞
・半導体素子の故障解析
・環境微粒子の解析
LaB6オージェ装置の概観
- FEオージェ電子顕微鏡
オージェ電子顕微鏡は電子顕微鏡の一種ですが、電子線を表面に当てた際に放出される二次電子のエネルギーを分析することにより、表面の元素分布が測定できます。
＜応用分野＞
・半導体素子の故障解析
・環境微粒子の解析
FEオージェ装置の概観
- FE-SEM (Field-Emission Scanning Electron Microscope)(ECEC共通機器)
コールドFEタイプで、大変小さいものを観察する場合に用います。現在は大気微粒子の解析に用いています。
＜応用分野＞
・有機EL薄膜の観察など
・PM2.5の解析
FE-SEM装置
- FIB/SEM複合装置
SEMで観察しながら集束イオンビーム(FIB)を使い、固体を高精度で微細加工できます。また、TEM試料作製のための加工とサンプリングが可能です。
＜応用分野＞
・TEM試料作製など
FIB/SEM複合装置
- ３次元アトムプローブ顕微鏡
針状の試料に高電界とレーザーを照射して原子を次々と脱離させ、原子分解能で３次元元素分布像が得られます。森田研で主に隕石の分析に使用します。
＜応用分野＞
・鉄鋼、半導体の界面分析など
3D-AP装置
- ３次元アトムプローブ顕微鏡（市販装置）
これも同様な装置ですが、市販装置です。針状の試料に高電界とレーザーを照射して原子を次々と脱離させ、原子分解能で３次元元素分布像が得られます。森田研で主に隕石の分析に利用します。
＜応用分野＞
・鉄鋼、半導体の界面分析など
3D-AP装置
質量分析関係
- エレクトロスプレーイオン源（ＳＩＭＳ）
高分子や有機物など、分子構造を保ったままスパッタリングさせることを目的として、エレクトロスプレーの原理を応用した新しいクラスターイオン源の開発を行っています。イオン源部とTOF-MS部からなる装置となっています。これが完成すれば、バイオ、有機半導体などこれまでSIMS分析が困難であった物質の分析が実現します。
＜応用分野＞
・有機半導体の組成・化学状態評価
・高分子、たんぱく質の検出
金属チューブから溶液が電界噴霧しているところ。
出てきた液滴は帯電しています。
- 飛行時間型質量分析計
文部科学省「ハイテクリサーチセンター整備事業」の一環として導入したTOF２号機です。１号機と同じく、リニアTOF-MSですが、専用に設計・製作したものです。やはり超臨界流体装置と組み合わせて用いますが、超臨界流体に溶解している微量有機物の溶解度や溶存状態を解析するために用います。 
これが飛行時間型質量分析計です
有機薄膜関係
- エレクトロスプレー装置
これも有機薄膜を作製する方法の研究です。鋭く尖った金属チューブに材料溶液を微量流し、高電圧を印加することで、先端からきわめて微細な液滴を噴霧させることができます。液滴は飛行中に蒸発し、溶質のみが基板に到達して堆積します。
＜応用分野＞
・ 有機EL
・ 有機太陽電池
エレクトロスプレー装置。これで有機薄膜を作ります。
電圧を掛けて発光しているようす。光ってます！
クロスセクションポリッシャ
- クロスセクションポリッシャ
FIBでは加工できない比較的大きな（といっても100ミクロン前後）試料の断面だしができます。
＜応用分野＞
・ リチウムイオン電池の劣化分析前処理
・ 土壌粒子の分析前処理
アルゴンイオン銃を使っています。
蛍光顕微鏡
