ANCF

 

 

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公開設備の概要

概要

産総研ANCFの公開機器は、以下の表に掲げる7種類です。市販装置ではない、独自に開発した計測装置や技術を中心に公開しています。たとえば、陽電子プローブアナライザー装置は、電子加速器から生成した陽電子マイクロビームを用いる大型装置であり、世界的には他にドイツに類似の装置があるだけです。また、蛍光収量X線吸収微細構造分析装置や走査型電子顕微鏡は、従来の半導体検出器に代えて産総研が開発した超伝導検出器を搭載することで既存装置を上回る分解能と感度を実現している世界的に希有な装置です。過渡吸収分光装置、リアル表面プローブ顕微鏡装置やNMR装置については、基本の装置は市販製品ですが、それらを精巧に合わせ、かつ、高技能な試料調整法等と解析法を適用することで、他を凌駕する性能の計測を実現しています。

研究支援に提供する設備一覧

設備(設備群)名 特徴など
陽電子プローブ
マイクロ
アナライザー
(PPMA)
装置番号:ANCF001

産総研自主開発:電子加速器(リニアック)で陽電子マイクロビームを作り、対象物中の陽電子寿命のマッピング測定を行う陽電子走査型顕微鏡。独ミュンヘン大に同様の装置があるのみ。原子空孔からナノ欠陥やボイドを評価。

≪特徴≫

1.電子の反粒子である陽電子のマイクロ
  ビームを作り、物質中の陽電子寿命
  マッピングを測定

2.原子が1個抜けた原子空孔、ナノボイドのサイズ、分布を評価

  (競合:独ミュンヘン大)

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超伝導蛍光収量X線吸収微細構造分析
装置(SC-XAFS)
装置番号:ANCF002

産総研自主開発:エネルギー分散超伝導検出器を搭載し、母材中の微量軽元素や重い元素のL、M線のX線吸収微細構造測定により、特定の微量元素の原子スケール構造解析を行う。米ALSに同様の装置があるのみ。省エネ半導体ドーパント、酸化物、磁性体などの原子配位や電子状態を評価。

≪特徴≫

1.超伝導エネルギー分散分光検出器を搭載
  した蛍光収量XAFS装置

2.母材中の微量軽元素からのXAFS測定が
  可能

3.XAFSスペクトルから、省エネ半導体
  ドーパント、酸化物、磁性体などの原子
  配位や電子状態を評価

 (競合:米Advanced Light Source)

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ナノ秒可視・近赤外蛍光寿命計測装置(VITA)
装置番号:ANCF003

 

ナノ秒可視・近赤外過渡吸収分光計測装置(VITA)
装置番号:ANCF004

 

ピコ秒可視蛍光寿命計測装置(VITA)
装置番号:ANCF005

 

ピコ秒可視・近赤外過渡吸収分光計測装置(VITA)
装置番号:ANCF006

 

産総研自主開発:ナノ秒からピコ秒のレンジでポンププローブ過渡吸収、蛍光寿命を測定する装置4台。液体、溶液、結晶、フィルムなどのレーザー過渡吸収スペクトルと減衰挙動により、電荷キャリアーの特性を測定。ナノ粒子半導体を使用する色素増感太陽電池等を評価。

≪特徴≫

1.ナノ秒からピコ秒のポンププローブ
  過渡吸収

2.蛍光寿命を測定する装置群

3.液体、溶液、結晶、フィルムなどの
  レーザー過渡吸収スぺクトルと蛍光減衰
  から、電荷キャリアーの特性を測定

4.ナノ粒子半導体を使用する色素増感太陽
  電池等を評価

  (競合:スウェーデン Lund大)

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リアル表面プローブ顕微鏡群1(RSPM) (JSPM5400他、
改造)
装置番号:ANCF007

 

リアル表面プローブ顕微鏡群2(RSPM)(SII、RIBM他、改造、付帯装置)


装置番号:ANCF008

SPMに特化した試料表面処理を行う設備を有し、実デバイス・材料のナノ物性を真空中や液中対応のSPM装置。特に、粘性の高い溶媒中での形状や機械特性、真空中でのパルス応答特性の計測等に対応し、標準試料を利用した再現性の高い計測が可能である。

≪特徴≫

1.環境・電気測定対応表面プローブ顕微鏡

2.溶液測定・摩擦力測定機構有り

3.探針の摩擦力影響(画像歪)の無い形状測定

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固体NMR装置
 (600 MHz)
 (SSNMR)
装置番号:ANCF009

 

固体NMR装置
 (200 MHz)
 (SSNMR)
装置番号:ANCF010

 

固体NMR装置
 (20 MHz)
 (SSNMR)
装置番号:ANCF011

固体試料を対象とし、局所構造およびダイナミクスを原子・分子レベルで測定

    600 MHzワイドボア固体NMR装置
  • 固体高分解能測定
  • 広幅測定
  • 200 MHzワイドボア固体NMR装置
  • 固体高分解能測定
  • 広幅測定
  • 20 MHz卓上型固体NMR装置
  • プロトン専用
  • 緩和時間、拡散係数測定

≪特徴≫

1.有機、無機、高分子、複合、触媒などの材料の局所構造および原子分子
  ダイナミクスを測定

2.独自の試料調製技術および解析ソフトウェア

3.当所測定の固体NMRスペクトルデータベースを公開
  (http://riodb.ibase.aist.go.jp/ssnmr/)

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極端紫外光光電子
分光装置(EUPS)
装置番号:ANCF014

産総研で基本原理を考案し装置化技術を開発した、世界で唯一の表面分析装置

分析法としての特長…物性を決める物理量が評価できる。
@深さ分解能0.5 nmで、最表面原子層の情報
A絶縁薄膜、有機薄膜が帯電しない
BSPVで内部情報を得て、バンド曲がりの評価
C電子雲の傾斜角が評価でき、π、σ電子を識別
D真空準位評価
E最表面原子層の金属性を見て、ナノ粒子表面の汚染度評価

≪特徴≫

1.レーザー生成プラズマを用いて生成したパルス EUV光を試料を照射した際に放出さ
  れる光電子のエネルギーを飛行時間法で計測することで、試料最表面(0.5 nm
  度)の電子状態を分析する装置。

2.材料の真空準位、金属性を評価。ごく微量の表面付着分子(一分子レベル)、
  極表面での元素拡散、表面電子状態密度の形状(曲がり具合)を評価。

 (競合:産総研のみ)

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超伝導蛍光X線検出器付走査型電子顕微鏡
(SC-SEM)
装置番号:ANCF015

高感度、高分解能の超伝導検出器を搭載した、蛍光X線検出器付走査型電子顕微鏡

電子線で試料上を走査する際に放出される蛍光X線を測定することにより、主に軽元素の分布状態を評価できる。


@蛍光X線エネルギー範囲:100 eV-2 keV
Aエネルギー分解能:〜7 eV@400 eV X-ray
B計数率:〜1 Mcps
C走査型電子顕微鏡:HITACHI S-4500
D加速電圧範囲:200 V-30 kV
E電子ビームサイズ(最適値):1.5 nm at 15 kV, 4.0 nm at 1 kV
F 最大サンプルサイズ:20 mmΦ
G機械式ヘリウム3 冷凍機を用いて簡単に冷却でき、長時間の測定可能

≪特徴≫

1.超伝導エネルギー分散分光検出器を搭載した走査型電子顕微鏡

2.100 ppm以下の微量元素を検出可能

3.特定元素については化学状態分析も可能

4.WDSのエネルギー分解能でSDD並の検出効率を実現、省エネ半導体中のドーバント
 や酸化物、磁性体中に含まれる各元素の次元的なナノメータースケールの分布状況を
 高いスループットで評価

 (競合:米Star Cryoelectronics)

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