ナノ・サーフェス特性評価

新材料の研究開発分野では、表面状態のナノスケールでの調査への関心がますます高まっています。該当する科学分野としては、無機材料（例：シリコン、金属、グラフェン）、有機材料（例：ポリマー、液体）、生物材料（例：膜、細胞）など、他にも多数の分野が含まれます。

関心は、表面の形状だけでなく、剛性などの機械特性や、表面電位などの電気特性、

さらには表面磁界を極小スケールで観察できるという事実にも集まっています。

テクノロジー

走査型プローブ顕微鏡（SPM）

従来の光学顕微鏡で得られる最大倍率は約800～1000倍です。この倍率は光の性質が元になっています。

高い倍率を得るために走査型電子顕微鏡（SEM）が使用され、

なかでも透過電子顕微鏡（TEM）は単一原子を示すこともでき、可能な限り最高の倍率を提供できます。

それなのになぜ、別のタイプの顕微鏡である走査型プローブ顕微鏡（SPM）が存在するのでしょうか？

その理由の1つは透過電子顕微鏡で調べるサンプルは薄くスライスする必要があり、

この処理によってサンプルが破壊されてしまう危険性ためです。

SPM法では、サンプルにダメージを与えずに原子（高さ）分解能で表面構造のイメージングを行います。

別の理由として、SPM顕微鏡で提供されるイメージングの種類が存在し、結果3D画像のように表示されるのです。

これには2D情報しか評価しない場合も同様です。

光学顕微鏡を使用した場合であり、サンプルの表面構造を電子顕微鏡で調べるのは非常に困難になります。

表面プロファイルを最高の分解能で測定するには、サンプルをスライスする必要があります。

さらに、SPMは、大気中で動作し、電子顕微鏡や光学顕微鏡とは異なり、他の物理的効果も測定ができます。

これにはケルビンプローブフォース顕微鏡（KFM）などの電気特性や、磁気特性（磁気力顕微鏡、MFM）も含まれるのです。

なぜSEM-AFMの複合システムを構築するのでしょうか？

その理由として、複合SEM-AFMに2つのシステムがそれぞれ独立している場合と比較し合い、

多数のメリットがあるためです。

複合システムには、表面とナノ構造を測定する新機能があります。

SEMとAFMを組み合わせるとAFMチップを正確に位置決めできます。

AFMは、表面の形状・電気・機械特性に関する正確な情報を提供します。

その他の測定も、当社のビデオやアプリケーションでご覧いただけます。

複合システムのその他のメリットは、当社の記事「SEM and AFM – high resolution with overview」をお読みください。