検索結果：すべてのカテゴリ「結晶」（27件）

物質に光を当てたとき、散乱光のごく一部に波長の異なる光が発生します。この現象をラマン散乱といい、ラマン分光では、レーザーによる単色光を当てて散乱光を測定することによりラマンスペクトルを得ます。ラマンスペクトルは、原子の振動（ばね運動に相当）によって周波数が変わるため、原子の質量と原子間の結合力に依存したラマンバンドが得られ、試料に含まれる結合や分子の解析をすることができます。

材料、有機化合物の定性・定量、天然物・微生物などの分析、異物分析など

・有機化合物や金属酸化物などの物質は、成分が同じであれば同じスペクトルが得られます。よって、ラマンスペクトルから物質の同定をすることができます。
・混合物の解析はピークが複雑になるほど難しくなりますが、波形分離などを駆使することによって成分分析や定量ができることがあります。
・点分析では微量なピーク違いの見極めが困難な場合でも、マッピング測定によりピークの違いを見つけることができる場合があります。
・標準装備されている光学顕微鏡により、微小領域（分解能: 1μm(100倍対物レンズ使用)）のラマンイメージ測定ができて、物質や成分の空間分布を調べることができます。
・共焦点モードによって、物質の深さ方向（分解能: 2μm(100倍対物レンズ、共焦点モード使用)）の分析をすることができます。
・結晶化度や応力状態のような、材料の特性を調べることができます。
・温度可変ステージ（約-100℃～600℃）により、固体材料の相転移などの測定ができます。

・表面波プラズマの電磁場解析
半導体製造プロセスで多く用いられるのは容量結合型／誘導結合型放電という方式で、商用シミュレーションツールの応用例も豊富ですが、高密度のプラズマを生成する表面波モードのマイクロ波励起プラズマに対応した商用ツールは少数です。一方、例えば金属機械部品の摩擦低減のためのダイヤモンドライクカーボン(DLC)成膜手法として表面波プラズマは注目されていて、シミュレーションの研究もされています。このようなシミュレーションシステムの実用化を行います。

・デバイス微細加工・成膜時の形状進展の解析
形状進展シミュレーションは歴史の長い商用ツールがありますが、ウエットエッチングや化学的気相反応(CVD)など個々の加工プロセスについて物理・化学モデルが十分に備わっているとは言えません。また、大手半導体メーカーが生産するプロセッサやメモリ向けではなく、例えばマイクロLED作製のための窒化ガリウム(GaN)の成膜・加工などの用途では応用例が少なく、大手ベンダの商用ツールでは対応が困難です。上記のようなプロセスや用途に特化した形状進展シミュレーションの実現します。

・結晶の液相成長の解析
液相成長による単結晶材料の製造は、半導体向けのシリコンウエハを始めとして日本の得意分野であり、結晶成長過程の数値シミュレーションの研究も盛んに行われてきましたが、商用ツールは少数です。一方で単結晶材料開発の研究は近年も盛んであり、大学発ベンチャーによる事業化も目立ちます。液相成長は長時間を要するため、シミュレーションによるプロセス最適化・生産効率の向上を実現します。

◯物質の熱に対する化学変化の調査

物質を加熱し、重量変化を計測することにより、脱水、分解、燃焼、酸化、還元などの情報が得られます。例えば金属を大気雰囲気で加熱すると、酸素と反応して酸化物を形成する温度の情報が得られます。さらに高い温度まで加熱することにより、酸素の脱離する還元温度を確認できるなど、熱に対する挙動の情報が得られます。

◯物質の熱に対する物理変化の調査

物質を加熱し、重量変化を計測することにより、昇華、吸着、脱着、蒸発、などの情報が得られます。例えば吸着性のあるポーラス材料を加熱すると、気体の脱離で少しずつ質量が減少し、100度付近で水分子の脱離による重量減少がみられるなど、材料の吸着能の情報が得られます。

◯物質の相変化温度調査

示差熱分析により、物質の融解、ガラス転移点、結晶化、硬化、凝固温度など、相変化する温度がわかります。
例えば有機物を加熱すると、融解に伴う吸熱ピークを確認できます。その他ポリマーの結晶化や硬化、ガラスの軟化点などの情報が得られます。

◯複雑な混合物の組成推定

あらかじめ構成成分がわかっている材料の熱挙動がわかっていれば、データから成分含有量や比率の情報がえられます。例えば食品やセメントやゴムなど工業製品に対して使わ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。

・既知有機化合物の光学異性体識別

キラル分子のCDスペクトルは横軸を中心として対称となります。そのため、容易に光学異性体の識別が可能となります。また、既に構造が判明している化合物の類似体について、CDスペクトルを比較することによって立体配置の推定も可能です。

・タンパク質の二次構造推定

タンパク質に含まれるαヘリックス、βシート、不規則構造において、それぞれ特徴的なコットン効果が確認されています。構造未知のタンパク質のCDスペクトルを測定することで、ヘリックス含量の推定が可能となります。

・核酸の立体配座解析

DNAを構成する核酸は、二重らせん構造のピッチや含有する塩基によって特徴的なコットン効果を示します。なので、その立体配座解析のためにCDスペクトル測定が有用です。

・食品の昆虫混入時期推定

昆虫の体を構成するタンパク質が加熱処理により変性する性質を用いて、加熱処理の前後どちらで混入したかを推定することが可能です。昆虫類が特異的に有するタンパク質を測定対象にし、その二次構造変化を追うことで実現します。

※組織により上記実験ができない場合がございます。

◯SIM観察

イオンのスパッタ時に放出される二次電子を信号として可視化することにより画像として得られます。SIM像は、SEM像に比べて組成や結晶方位のコントラストが強く現れるため、金属などの微細構造組成の分布観察や結晶粒の観察などに適しています。

◯マイクロサンプリング

透過型電子顕微鏡(TEM：Transmission Electron Micro-scope)などにより微少領域を観察する際などに用いる微少ブロックの形成（マイクロサンプリング法）に用いられます。TEM 試料台に搭載後、ビームの特性とマニピュレータ機能を組み合わせて、厚さ100nm程度の目的部位を摘出します。またFIB加工と顕微鏡観察を繰り返し、得られた連続画像をコンピューター上で再構成することにより、試料の三次元構造解析が可能となります。

◯破断の難しい試料の電子顕微鏡観察像取得

試料の断面構造を観察する場合に、破断の難しい試料（金属や有機物など柔らかく、破断前後で形状が変わってしまうの）にも機械的なストレスを与えることなく断面を得ることができます。例として半田ボールの断面加工や有機系太陽電池などが挙げられ、EDXなどの組成分析とあわせて活用できます。

◯微少領域の断面加工

試料が均質でなく、観察したい箇所が試料断面の一部分や数μm程度の大きさである場合も、SIM観察しながら細く絞ったビームで断面加工を行うことができます。例として基板上の異物観察による成長メカニズム解析、めっきの不良箇所、未着部分観察など、狙って断面を出すことが難しい試料でも加工を行うことができます。

※組織により上記実験ができない場合がございます。

◯膜厚測定

基材と薄膜界面近辺を測定することにより、膜厚がわかります。例として蒸着膜やSAMs、LB膜などが挙げられます。分子構造と膜厚から層数がわかることもあります。

◯原子レベル平坦結晶面の観察研磨した単結晶基板や単結晶のへき開面などは原子レベルで平坦なことがあり、AFMによりステップ＆テラス構造が観察されることがあります。結晶面の成長過程観察により成長メカニズムの解明に役立ちます。

◯表面荒さの測定

観察した表面の荒さや凹凸の度合いを測定することができます。平均面荒さ（Ra）や自乗平均面荒さ（RMS）、面内最大高低差（Rmax）といった数値であらわされます。

◯生体材料の測定

タッピングモードやノンコンタクトモード測定などを用いることにより、対象物を破壊することなく測定することができます。柔らかく変位し易い生体材料などの表面測定に適しており、プローブのしなりなどから細胞膜の弾性率などを測定することもできます。

※組織により上記実験ができない場合がございます。

〇めっき鋼板の強度測定

鋼板表面の5点の硬さ試験を行い、最大値と最小値を除いた3点の硬さの平均値を求めることで鋼板の強度を測定することが可能です。

〇樹脂組成物の復元率の評価

一定荷重に到達後、抜重した時の頂部の荷重前の頂部に対する復元率を評価します。

〇 研削用粉末の硬度測定

細かな粉末の場合でも圧痕の位置を微調整することが可能なので硬さを測定することが可能です。

○溶接材の硬度測定

硬化肉盛用溶接材料のような厚さ２．５～５ｍｍの溶接材の硬さもビッカース硬さ試験で測定可能です。

※組織により上記実験ができない場合がございます。

〇生体組織や無機マテリアルの微細構造評価

TEMの非常に高い倍率，分解能という特性から，原子レベルでの観察がおこなえます。そのため，光学顕微鏡では観察が困難な，似て非なる構造も捉えることができます。

〇免疫標識による生物のタンパク質局在解析

目的の探索物質に反応する抗体で標識することで，微細構造上でタンパク質などの探索物質の局在を観察することができます。抗体反応を色で観察することはできないため，金コロイドなどで標識する必要があります。

〇固体の結晶構造解析

試料に電子線を当てたときの回析パターンから，結晶構造を推測，決定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。