表面・界面の考え方と分析の基礎と実践応用

表面、界面はあらゆる技術や製品の基盤となるものであり、現在扱われる材料やプロセス、技術、商品で表面や界面が関与していないものは無いと言っても過言ではない。これは言い方を変えると、現代は表面、界面に支配されているということになる。これほど重要なものであることから、分析手法一つにしても多種多様なものが開発され、利用されている。しかし、一方で表面や、特に界面はまだ未解明な部分も多く、その本当の姿を明らかにして利用することは容易ではない。 　本講では、表面、界面の基礎から、分析評価を中心にして、その姿を明らかにして利用するためのアプローチについて、技術的テクニック、コツやノウハウから、考え方、アプローチに方法まで応用アプリケーションの事例を交えて解説する。

1. 表面に支配される現代社会
2. 表面とは
   1. 表面 (薄膜) とは?
   2. 表面・界面が代表的事象
   3. 表面の要素
   4. 表面における現象
3. 界面とは
   1. 界面における現象
   2. 多層膜による界面形成
   3. 薄膜化による界面の変化
4. 表面・界面を支配するもの
   1. 界面形成
   2. 界面を形成する力
   3. 表面・界面形成を支配するもの
   4. 界面形成因子と評価法
5. 表面分析成功のキーポイント
   1. 表面分析の心構え
   2. サンプルの取り扱い
   3. サンプリング
   4. 裏表の表示
   5. 汚染の例 : 両面テープによる汚染
6. 代表的表面分析手法
   1. 表面分析の分類
   2. 表面分析に用いる主な手法と選び方
   3. 表面・微小部の代表的分析手法
   4. 手法の選択
7. X線光電子分光法 (XPS,ESCA)
   1. XPSの原理
   2. XPSの検出深さ
   3. XPSの特徴?
   4. ワイドスキャン (サーベイスキャン)
   5. ナロースキャン (代表的な元素)
   6. 元素同定
   7. 化学状態の同定
   8. 角度変化測定による深さ方向分析
   9. ハイブリッド分析
   10. チャージアップ
   11. 化学状態による違い
   12. チャージアップへの工夫
   13. イオンエッチングとダメージ
   14. エッチング条件とスパッタレート
   15. イオンエッチングによるクロスコンタミ
   16. 界面で正体不明のピークシフト
   17. ちょっと便利なサイトやソフト
8. オージェ電子分光法 (AES)
   1. 微小領域の元素分析手法
   2. AESの原理
   3. AES測定例
   4. 界面拡散の分析
   5. AESによる状態分析例
   6. チャージアップ抑制
   7. 絶縁体上の異物
   8. 化学状態マッピング
   9. XPSとAESの手法の比較
9. X線マイクロアナライザ (EPMA)
   1. EPMAの原理
   2. 元素分布分析 (被着体金属基板の断面)
   3. 積層膜の分析例
   4. 観察領域 (入射電子の拡散シミュレーション)
10. 化学構造を知る
11. フーリエ変換赤外分光法 (FT-IR)
    1. 赤外分光法 (IR) の原理
    2. FT-IRの長所・短所
    3. 測定法
    4. 主な吸収帯
    5. 赤外分光の構造敏感性
    6. 指紋領域の利用
    7. カルボニル基の判別
    8. 系統分析
    9. 帰属の考え方
    10. 全反射法 (ATR法)
    11. In-situ FT-IR
12. 飛行時間型二次イオン質量分析法 (TOF-SIMS)
    1. SIMSの概念
    2. TOF-SIMSの概要
    3. TOF-MSの原理
    4. TOF-SIMSによる化学構造解析
13. グロー放電分析 (GD)
    1. GD-MS
    2. 特徴
14. 形態を知る
    1. 形態観察
15. SEM、TEM
    1. SEM像
    2. 表面形状と組成
    3. SEM-EDS組成分析
16. 走査型プローブ顕微鏡 (SPM)
    1. SPMとは
    2. 主な走査型プローブ顕微鏡
    3. 形態観察におけるAFMの位置づけ
    4. 位相イメージング
17. 界面分析
    1. 樹脂/金属の界面
       1. 金属基材の前処理
       2. 金属/樹脂の界面形成パターン
       3. 界面における不良要因
       4. 樹脂/金属界面の分析とは
    2. 界面評価の重要性と課題
       1. 界面の例
       2. 界面の形成と分類
       3. 一般的深さ方向分析
       4. 従来法と問題点
       5. 精密斜め切削法
       6. 斜面角度と深さ方向分解能
       7. 新しいアプローチ
18. 解析の実例
    1. UV照射による化学構造の評価
    2. 表面構造変化の解析 (XPS)
    3. 気相化学修飾法
    4. 化学修飾法を用いたTOFイメージング
    5. ポリイミドの表面処理層の深さ方向分析
    6. PI/Cu/Si界面の解析
19. 仮説思考による研究開発と問題解決
    1. 仮説モデルの構築
    2. 目的→ゴール、そして、仮説
    3. 仮説の証明と分析
    4. 課題解決・研究開発とは
    5. 分析の位置づけ 『悪しき誤解』
    6. 単なる道具
    7. 俯瞰視点と仰望視点
    8. 多面視点
20. まとめと質疑