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・鉱物、材料、半導体など

・鉱物、材料、半導体、生体など
例）安定同位体標識した培養細胞の観察 - 18O同位体で標識したRNAが、培養した細胞内に取り込まれた様子を同位体比イメージング。

◯無機物の構成成分定量分析

主成分組成や微量添加元素が性能に与える影響が大きい素材の分析に有効です。鉄鋼など合金、セラミックス、鉱石などの成分分析に用いられます。

◯環境規制物質の検査

RoHSなどによる環境規制物質（鉛、水銀、カドミウムなど）の規制濃度は、例えばカドミウムの場合は100ppmなど、測定対象重量に対し微量です。 これらの微量成分定量分析に有効です。土壌や産業廃液、製品の一部などが分析対象です。

◯生体試料に含まれる金属などの定量分析

体内に蓄積された重金属などが毛髪や爪、骨などに排出される場合があります。これらを溶かして分析、定量化することが可能です。

◯食品中の汚染物質濃度検出

消費者の健康保護のために食品の汚染物質に対する基準値が設けられており、例えば米に含まれるカドミウムの場合は0.4 ppm（mg/kg）以下と定められています。これら食品の低濃度汚染物質検査に用いられることがあります。

※組織により上記実験ができない場合がございます。

(1) 海水中重金属の分析

海水中には広範囲の濃度で微量元素が含まれていて、亜鉛、ニッケル、鉛などng/L ~ μg/Lレベルの微量重金属の含有量を明らかにするためにICP質量分析を用います。
海水には数パーセントを超えるナトリウム、塩素なども含まれているため、海水をそのまま装置に導入して測定することができません。
そこでキレート樹脂分離法により測定前に海水から微量重金属を分離することを行います。海水中の重金属は有機または無機の溶存物配位子と錯体を形成している場合があるため、キレート樹脂に通す前に硝酸で処理します。
酢酸アンモニウム溶液で溶液のpHを調整したのち、重金属多価イオンと錯体を形成できる配位子をもったキレート樹脂に海水を通します。樹脂から重金属を取り出すために1~3mol/Lの希硝酸を樹脂に通します。

(2) 生体試料

生体中の微量金属と疾病の関係に調べるあたり、生体中の元素の多くはμg/L以下の極低濃度しか含まれていないので、ICP-MSのような高感度の測定が必要です。
しかし試料に由来するNa, K, Ca, S, Pなどの妨害イオンの存在により測定が困難です。そのため質量分解能が高いICP-SF-MS（二重収束型ICP-MS）を使うことで妨害を除くことができます。
硝酸や過酸化水素水によって生体試料を分解処理します。塩酸や硫酸ではSやClなどの妨害イオンが生じてしまうため使用を避けます。

(3) 半導体材料

半導体の製造ではわずかな金属汚染でもデバイスの不良につながってしまうため、微量の金属分析が極めて重要で、ICP-MSにより微量の金属分析を行えます。
シリコンをフッ化水素酸や硝酸の混酸で溶解して不純物を測定します。(このときSiF4が生成するが、沸点が-95.1℃であるため加熱して大部分を除去することができます。)

※組織により上記実験ができない場合がございます。

◯酸化物系の成膜

原料に酸素含有ガスを用いることにより、酸化物薄膜が形成できます。例として絶縁膜などに利用されるSiOやAl2O3、強誘電体として利用されるPZT、超伝導体YBCOなどが成膜できます。その他にも多くの酸化物が研究されています。

◯化合物系の成膜

化合物系薄膜が成膜できます。例として太陽電池や 高速通信などに用いられるGaAs、LEDなどに用いられるGaN、パワーデバイスなどに用いられるSiCなどが挙げられます。

◯シリコン系の成膜

広く産業用途で用いられるSiを成膜できます。エピタキシャルSi、polySi、アモルファスSiなど、様々な状態のSiが成膜できます。

◯2次元層状化合物の成膜

近年活発に研究されているグラフェンや金属カルコゲナイドなどを成膜することができます。

◯表面処理

必ずしも平坦でない対象物表面にも処理できるため、凹凸の多い対象の表面処理などに用いられます。例として切削工具などの耐摩耗性を向上させるTiC、TiCNなどがあります。

※組織により上記実験ができない場合がございます。

○半導体の測定

デバイスの性能を左右する静電ミラーアレイ用電極基盤の3次元形状測定や、透明なマイクロレンズでも、表面の僅かな反射率を検出できるので測定可能です。

○電子部品の評価

フレキシブル基盤のコネクタ部分のラッチ部の形状や、接続時の状態を正確に測定できるので、電子機器の信頼性を評価することができます。

○機能性素材の測定

塗料や粘着テープのように粘性があるもの、繊維などの軟性があるもの、ゴムなどのように弾性があるものでも非接触での表面測定が可能です。

○細胞内物質の挙動観察（医学・生理学用）

一つの細胞内物質が刺激を受けた時に、他の細胞内物質がどう挙動するかを観察することができます。

※組織により上記実験ができない場合がございます。

〇バレル型プラズマエッチング装置

円筒型の石英管の周りに電磁誘導コイル、または一対の容量結合電極を設置し、RFパワーを印加することによってプラズマが生成されます。
レジストのアッシングに用いられています。

〇CCPプラズマエッチング装置

CCP（容量結合型プラズマ）は平行平板型の一対の電極間にRFパワーを印加することによってプラズが生成されます。平行平板型RIE（反応性イオンエッチング）装置とも呼ばれています。
SiO2のエッチングに用いられています。

〇マグネトロンRIE装置

電界と磁界の相互作用で電子をサイクロイド運動させることによって、高密度プラズマが生成されます。RIEに永久磁石または電磁コイルで形成した磁界を加えたものです。
SiO2のエッチングに用いられています。

○ECRプラズマエッチング装置

ECRとは電子サイクロトロン共鳴と呼ばれ、マイクロ波の電界と磁場の静磁界の共鳴作用で電子がサイクロトロン運動をするので、高密度プラズマを生成することが出来ます。
導電性材料であるゲート材料やSi、Al配線などの微細加工に用いられています。

○ICPプラズマエッチング装置

ICPとは誘導結合型プラズマと呼ばれ、高周波電流をコイルに流して形成された磁界によって高密度プラズマが生成されます。
導電性材料であるゲート材料やSi、Al配線などの微細加工に用いられています。

○ヘリコーン波プラズマエッチング装置

ICPプラズマエッチング装置にさらに直流磁界を付加して高密度プラズマを生成する装置です。

※組織により上記実験ができない場合がございます。

〇レジストのパターン形成の観察

露光、現像後の半導体のパターンを観察することができます。

〇複合材料(樹脂)の断面の観察

フィラーや強化繊維などを樹脂に分散させた際に、断面観察により分散状態を観察することができます。

〇電極断面の観察

LEDの金属電極断面について、低加速電圧で反射電子像を観察することにより、金属薄膜の結晶の状態を観察することができます。

〇金属材料の破損原因の分析

金属材料が破損した際に、原因を分析する1つの手段として、破断面の状態を観察し、原因を分析することができます。

※組織により上記実験ができない場合がございます。

◯物質の構成元素の定量分析

物質を構成する元素の強度比から、定量分析が可能です。電子顕微鏡観察面での分析であり、試料全体の定量分析ではないことに注意が必要です。また標準試料を用いることによって、定量の精度が向上します。

◯物質の構成元素の定性分析

検出したX線の波長からどのような元素が含まれているかわかり、未知物質の組成推定に用いることができます。検出限界は 程度で、0.001質量％（重元素の場合）で、微量成分の分析には向きません。

◯相分離構造のマッピング分析

観察面の各位置から検出された特性X線波長を各元素ごとに色分けすることにより、元素マッピング分析が可能です。合金、磁石、鉱石などの相分離構造観察などに活用されます。

◯デバイスの縦方向組成分析

半導体などのデバイス断面を観察することで、各層を構成する元素組成がわかります。デバイス構成によっては層膜厚が分解能以下であるため、各層の組成ずれや層間の元素拡散の度合いが定性的にわかります。

◯汚染、不純物の組成特定

製品の不良解析や原因推定の際に有効な手段です。例えば不良があった半導体製品の表面に意図せず付着しているドロップレットの構造、組成が分かると、原因特定に役立ちます。

※組織により上記実験ができない場合がございます。