ナノ赤外分光顕微鏡(nano-FTIR) neaSCOPE
AFMによる高分解能の構造・機械物性情報と同時に、10nmに迫る高空間分解能で有機分子の光の反射/吸収マッピング/スペクトル測定が可能です。
物性測定
表面解析
バイオ&ライフサイエンス
光学クライオスタット/低温物性
リソグラフィー/単結晶製造
ヘリウムリカバリー
産業分野
neaSCOPE+sは原子間力顕微鏡(AFM)と可視光からテラヘルツ波長域までのレーザ光源/検出器を組み合わせた装置で、AFMによる高分解能の構造・機械物性情報と同時に、10nmに迫る高空間分解能で多種多様な分光測定が可能です。
さらに極低温への対応や、ポンププローブによるフェムト秒分光法など様々なモジュール拡張が可能です。
・AFMによるトポグラフィー、表面電位、弾性率測定
・可視光~赤外~テラヘルツ波領域での
吸収/反射イメージングおよびスペクトル測定
・cryoシステムによる極低温下での測定
・ポンププローブ法による高速分光法
散乱型近接場光顕微鏡neaSCOPEでは、可視光から赤外光、そしてテラヘルツ光まで非常に幅広い光源に対応しています。
搭載できる光源の波長の一例として
可視光単一波長光源:532nm、632nm、785nm
赤外波長可変光源:3.6-11.8μm (850cm-1~2700cm-1)
OPOレーザー波長可変光源:1.4-18.4μm (540cm-1~7140cm-1)
ブロードバンド光源:2.4-4.2μm、4.6-15.4μm
ブロードバンドTHz光源:0.1-3.0THz
などが搭載可能です。
THz光源を用いた測定系の模式図
OPOレーザーの波数対応範囲
OPOレーザーを用いることで非常に広い範囲の波数領域に対応可能です。
線幅は4cm-1以下で、高速掃引が可能でマッピング測定だけでなく、スペクトル測定にも対応しております。
nano-FTIR測定ではAFM探針を任意の箇所に保持した状態で一般的なFT-IRと同様にインターフェログラムを取得して解析を行います。
光源にはブロードバンド光源を用いており、任意の箇所の赤外吸収スペクトルが得られます。
Cryoオプションを用いることで、極低温下でのnano-FTIR測定が可能となります。
10Kまでの冷却が可能で、自動で除湿しながら冷却を行います。
THz-TDSナノスコピーなどとの組み合わせも可能です。
AFMユニット | |||
スキャン範囲 | 100μm × 100μm (クローズドループ) | ||
高さ方向ノイズレベル | <0.2nm (RMS) | ||
サンプルステージ可動域(X,Y,Z) | 60mm, 15mm, 8mm |
光学ユニット | |||
最多搭載可能検出器数 | 2 | ||
最高空間分解能 | ブロードバンドレーザー、チューナブルレーザー、OPOレーザー など | ||
サンプルステージ可動域(X,Y,Z) | <10nm | ||
深さ方向感度 | 表面から数nm~程度 (対象サンプルおよび測定条件に依存) |
PMMA構造に着目した、波数1740cm-1 によるイメージング。反射強度マッピングおよび吸収マッピングとともにAFM像と同時取得されます。SN比良く測定され、数十nmレベルの細かい構造まで組成情報を可視化できます。
Scan parameters: w=1740cm-1 (λ=5.75µm)、Time constant (Lock-In): 0.52ms
AFM高さ像 | 近接場反射 | 近接場吸収 |
PMMA母材に付着した主成分をPDMSとする異物を母材の影響なく、高空間分解能で指紋領域スペクトルを取得。
また、同一サンプルでPMMA/シリコン界面を横断するようにラインスペクトルマッピング(20nmステップ30点)を行った際、界面近傍ではPMMA由来のピークが1ステップのうちに消失しており、上述の波数固定のイメージングだけでなく、分光においても高い空間分解能が確認されています。
AFMプローブを介して局所的に励起と検出を行い、グラフェン片の幅に応じて表面プラズモンの共振点を可視化するなど、プラズモンの分散状態を回折限界を超えた分解能でイメージング。
またゲートバイアスを印可しながら表面電位の変化に伴う分散の変化の様子も観察することができます。
引用元: J. Chen et al., Nature 487, p.77 (2012)
半導体においては、誘電率 e(ω) は自由キャリア濃度 n に依存することを利用し、赤外からテラヘルツ領域までキャリア濃度に応じて波長を選択し、トランジスタ(図は65nm単一FET) 中の自由キャリア濃度をマッピングすることができます。
またDrudeモデルに基づき、キャリア濃度について、より直接的に定量的に迫ることが可能です。
引用元: A. Huber et al., Nano Lett. 8, 3766 (2008)
単分子レベルの膜厚においても、スペクトルを取得し同定することが可能です。また厚みが10nmを切るような膜に対しても、高感度・高分解能に有意な分光測定を行った実績があります。
引用元: I. Amenabar et al. Nature Comm. (2013), 4, 2890
♢金属–酸化物–半導体トランジスタのナノスケール IRイメージング
⇨https://www.qd-japan.com/product_app/nanoftir_semiconductoririmaging/
♢市販SRAMデバイスの10nm 相関ナノイメージング
⇨https://www.qd-japan.com/product_app/nanoftir_semiconductor/
♢Nano-FTIRによるポリマーの解析
⇨https://www.qd-japan.com/product_app/nanoftir_polymer/
♢リチウムイオン電池電極材料の観察
⇨https://www.qd-japan.com/product_app/nanoftir_batteryelectrode/
♢二酸化バナジウム絶縁体の観察
⇨https://www.qd-japan.com/product_app/nanoftir_vanadiumdioxide/
♢AFM-IRとs-SNOMの比較
⇨https://www.qd-japan.com/product_app/afm-ir-vs-s-snom/
AFMによる高分解能の構造・機械物性情報と同時に、10nmに迫る高空間分解能で有機分子の光の反射/吸収マッピング/スペクトル測定が可能です。
Nanosurf社は1997年にスイスのバーゼル大学から設立された世界で唯一のAFM専門メーカーです。 AFMのみを製造販売しており、ユーザー様のあらゆるニーズに柔軟にご対応いたします。
AFMとSEMの相関解析を行うことができる新しいプラットホームです。幅広いAFMの測定技術にSEMの利点を加えることで新たな研究領域を創造します。
業界標準のMountains®技術のインタラクティブ性をそのままに、SPIP™(Image Metrology)が誇るすべての分析ツールを引き継いでいます。
SEMとSPM(AFM,C-AFM,MFM等)をin-situで測定でき、試料を取り出すことなく、同一環境下の中での測定が可能となります。
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