AFM-IR PiFM ナノスケール赤外分光イメージング装置 [光誘起力顕微鏡] の仕組みと応用例

AFM-IR PiFM ナノスケール赤外分光イメージング装置 [光誘起力顕微鏡] の特長

• 世界最高の空間分解能 10nm ケミカルイメージング（サンプルの種類を問わず）
• 最表面のみの情報を取得（深い部分のシグナルは検出せず）
• サンプルを切片化する必要はありません、ブロック状のサンプルでも空間分解能に影響なし
• 全ピクセルでスペクトルを取得する高速hyPIR™イメージング機能搭載
• ダイポールフォースを検出しているためバックグラウンドノイズなし

AFM-IR / PiFM（Photo-induced force microscope; 光誘起力顕微鏡)採用の最先端ナノスケール赤外分光装置

次世代AFM-IR技術、PiFM（Photo-induced force microscope; 光誘起力顕微鏡)を採用し、世界最高の空間分解能 10nm でのケミカルイメージングを可能にした、現在最も先進的なナノスケール赤外分光装置です。
レーザ光をサンプルとAFMチップ先端に照射し、レーザ光に対するサンプルの応答（ダイポール力）をAFMカンチレバーで検出します。ノンコンタクトモードで動作するため、サンプルへのコンタクトはありません。また、高速でのスペクトル取得（1点当たり0.1秒）が可能です。この特徴を生かした、視野内の全ピクセルでスペクトルを取得するhyPIR™イメージングモードは、未知の試料の分析に大きな力を発揮します。

AFM-IR / PiFM 光誘起力顕微鏡の測定原理

PiFMはAFMとレーザー光を組み合わせた測定手法です。
試料とAFMチップに特定波長のレーザー光を照射したとき、その光波長に特に反応 (誘起) する特定の材料があります。その誘起された材料と誘起されたAFMチップを近づけることにより、材料の相互作用が検出されます。

高分子試料とAFMチップ間に働く力の領域が非常に狭く (<10nm)、高分解能の化学イメージ (空間分解能<10nm) と高分解能のスペクトル(分解能 <1cm^-1) が取得できます。
この誘起力をAFMで検知することで、AFM像だけでなくケミカルイメージングをナノレベルで高精度、高分解能に観察することができます。

AFM-IR装置 製品シリーズ（PiFM FiF-IR）</h3 >

• AAFM-IR 装置 Vista 75, IR-PiFM / PiF-IR
• AFM-IR装置 Vista One, IR-PiFM / PiF-IR
• 8インチ（200 mm） ウエハ対応 AFM-IR装置 Vista 200 PiFM / PiF-IR

動画「素材の機能性評価や異物分析の常識が変わる“IR-PiFM”」

アペルザTVで配信中です。（外部サイトでの閲覧となります）
【事例解説】素材の機能性評価や異物分析の常識が変わる“IR-PiFM”　1台でナノオーダーのケミカルマッピング＋異物分析に対応

PiFM ギャラリー

PS/PMMAブロックコポリマーナノケミカルイメージング

マイカ上の、厚さ2nmのDNA折り紙。PiFMシグナルは、わずか2nmの厚さだけで大幅に減衰するため、DNAの下のマイカは暗くコントラスト表示される。

PiFMシグナルの強度は、層の数に対応します。

SDIB（ポリマー）とpDEGDA（薄膜）を埋め込み、断面を観察した結果。点１～19まで、材料をまたぐようにしてポイントスペクトルを取得。ポイント間の距離は12.5nm。ポイント間でスペクトルのピークが徐々に変化していることがわかる。

半導体材料、SiO2とSiGeのイメージング。歪みシリコンの部分はスペクトルが変化している（SiO2；明るい赤部分、歪みシリコン：暗い赤色部分）

PS-PMMAビア構造。ビア構造を横断する断面プロファイル（PSシグナル）で、PMMA領域での信号の減衰を確認できる。（分解距離=約7.4nm)