原子間力顕微鏡 (AFM) の基礎理論と高精度測定技術

AFM (原子間力顕微鏡) を所有しているものの使いこなせない、データ解析が難しい、フォースカーブが理解しにくい、カンチレバーの選び方が分からない、サンプル作製時の注意点を知りたい、あるいはAFMの導入を検討しているが判断が難しい – - このような悩みを抱えるユーザーが増えています。AFMは「ナノテクノロジーの目」とも称され、SEMと並んで一般化が進んでいます。小型で比較的安価なため、企業の基礎開発部門への導入も拡大しています。しかし、適切で効果的なAFM測定を行うには、基本原理・測定方法・解析方法といった基礎を習得する必要があります。測定がうまくいかない場合には原因が特定できず、活用範囲が形状観察のみにとどまってしまうケースも多く見受けられます。AFM利用で最も重要な点は、探針先端による力測定の「高精度化」です。精度が低いと、最終的な表面形状・寸法・弾性率など、すべての解析結果に誤差として反映されてしまいます。 　本セミナーでは、この力測定の高精度化に重点を置いて解説します。本セミナーは「入門編」「基礎編」「実用編」で構成され、豊富なデータとともに、段階的に理解を深められる内容となっています。

• 入門編:AFMの基本動作や装置構成を中心に、初めてAFMに取り組む方や導入を検討されている方の理解を深める内容です。
• 基礎編:AFM動作の最適化や高精度化のための調整方法について解説し、既にAFMを使用されている方に適しています。
• 実用編:さまざまな対象の測定事例を紹介し、測定結果の考察や解析方法を詳しく説明します。データ解析の精度と深みが増し、業務におけるAFM活用の幅が広がります。

　講師の長年の経験に基づき、AFMを導入・運用するユーザーの視点から、重要な技術ポイントを分かりやすく整理して解説します。また、AFMに関する日常的なトラブル対応や技術開発に関する相談にも応じます。多くの測定例を交えながら、ユーザー視点でのAFM活用方法について実践的に理解していただける内容となっています。

1. 入門編 : AFMの原理・基礎 (AFMを始めるために)
   1. 誕生の背景
   2. 長所と短所
   3. 基本システム構成
   4. 基本動作モード
   5. 原子間力
   6. 原子/分子像
   7. フォースカーブ
   8. 表面像に生じるエラー
   9. 寸法校正
   10. 誤差要因
   11. 適切な機種選定
2. 基礎編 : AFM動作の最適化とトラブル対策 (これだけは理解しておきたい)
   1. 設置環境とノイズ
   2. 測定サンプルの作成
   3. 探針先端のケアと修飾
   4. カンチレバー探針
   5. 探針メンテナンス
   6. 追従性とノイズ
   7. 湿度依存性
   8. 感度校正
   9. 熱ドリフト
   10. 表面粗さ
   11. 液中測定
   12. 測定条件の最適化
3. 実用編 : AFMの適用事例と測定ノウハウ (より深い解析のために)
   1. 素材・材料
      1. 薄膜・ナノ薄膜
      2. 多層構造
      3. 微粒子・ナノ粒子
      4. スラリー材料
      5. フィラー・複合体
      6. 金属ペースト粒子
      7. レジストパターン
      8. 液滴・バブル
   2. 表面制御
      1. シランカップリング処理 (疎水化)
      2. プラズマ処理 (親水化)
      3. 吸着水
      4. 表面汚染と防汚
      5. 表面官能基 (CFM)
      6. 帯電と除電性
      7. 導電性
      8. 核成長
      9. 分散剤
   3. 物性測定
      1. 原子・分子配列
      2. 表面エネルギー
      3. Hamaker定数
      4. Lifshitz理論
      5. 弾性率
      6. 粘弾性
      7. 摩擦係数
      8. 付着力 (DPAT法)
      9. DLVO理論
   4. 加工技術
      1. スクラッチング
      2. マニピュレーション
      3. 陽極酸化法
4. 質疑応答
   • 日頃の技術開発やトラブルに関する個別相談にも対応します。
5. 付録資料
   • 表面エネルギーによる濡れ・付着性解析