走査型プローブ顕微鏡（SPM：Scanning Probe Microscopy）

1. 特徴

金属、半導体などの導体から酸化物、有機物などの絶縁体まで幅広い試料において、表面形状および各種特性の測定が可能です。測定はグローブボックスを用いた大気遮断環境下で行います。また、液中（非水溶媒）での測定も可能です。

2. 原理、概略図

1. 微小な探針（プローブ）を試料表面上で接触あるいは非接触で走査させることにより、ナノオーダーの分解能で表面微細構造（凹凸など）に関する情報が得られます。
2. 探針（プローブ）の種類、測定モードなどを選ぶことにより、表面微細構造特性だけでなく、ナノスケール領域における様々な機械特性（粘弾性、吸着力）や電気特性（拡がり抵抗、表面電位、微小電流など）をイメージングできます。

図1：装置写真

図2：装置概略図

3. 主な性能

ブルカー社製 Dimension XR（NanoScope V）

4. 試料の形状、サイズ

5. 分析依頼時の留意点

• 試料表面の汚れの付着などにご注意願います。
• 試料は乾燥された状態である必要があります。
• 帯電によるノイズが発現する可能性があります。
• 液中測定に用いる溶媒は事前にご相談ください。
• 最大高低差は10µmまで対応可能ですが、測定モードにより困難な場合があります。

6. 測定データ例

測定モード	測定対象	応用例	測定例
表面形状測定	高さ 表面粗さ	接着性 濡れ性 光沢性	PS/LDPEの形状像
粘弾性測定	貯蔵弾性率 損失弾性率 損失正接 周波数特性 温度特性	相分離構造観察 温度分散 周波数分散	PS/LDPEの貯蔵弾性率像
電気特性測定	微小電流 拡がり抵抗 仕事関数 機械特性と同時測定可	導体〜半導体の導電性分布、仕事関数分布 ドーパント分布	C/Siの拡がり抵抗像
硬い材料の弾性率測定	貯蔵弾性率	複合材料（金属、セラミックス含む）の観察	Al/Si/Crの貯蔵弾性率像

7. 適用材料例

SPM技術資料

• AFMにおける解析パラメータ（S491）
• 走査型プローブ顕微鏡（SPM）による樹脂試料の機械特性測定（S457）
• 走査型プローブ顕微鏡（SPM）による金属試料の弾性率測定（S527）
• 拡がり抵抗顕微鏡による抵抗分布測定（S521）
• 吸着力による親水性評価（S499）
• ケルビンプローブフォース顕微鏡による表面電位測定（S492）