HOME>
アトムプローブについて

3次元ナノ構造解析手法 - アトムプローブ

TEM/STEMの課題とそれを解決する3次元アトムプローブ

材料分析に関わっている皆様は、試料中の元素分布や半導体等の構造解析の手法としてTEM/STEMを利用するケースが多々あるかと思います。 TEM/STEMは薄片試料に電子線を照射し、透過してきた電子線の強弱、或いは薄膜層全体のEDX、EELSにより元素を特定し分析する手法のため、複雑な構造を持ったナノクラスター等の分析には必ずしも適しておらず、詳細な3次元構造の情報取得にも限界があります。このようなTEM/STEMによる分析評価の課題を解決する方法として私達カメカがご紹介するのが、原子レベルでの高感度3次元マッピングを可能とする3次元アトムプローブ(アトムプローブトモグラフィー、単にアトムプローブとも言われる)による分析手法とその分析装置です。

アトムプローブ(APT)とは？

アトムプローブは、原子レベルでの3Dイメージング及び元素組成測定:
- 深さ分解能 ~0.3nm
- 平面分解能 ~0.5nm
の両方を実現できる唯一の固体試料分析手法です。

前処理として、非常に鋭い針状(尖端の曲率半径: ~数10nm程度)の試料をFIB-SEM等を用いて作成します。そして

- 試料尖端への電界パルスの印加
或いは
- 定電圧の印加 + レーザパルスの照射
によって、
- 試料尖端から電界蒸発したイオンが検出器に投影されて届くことによる定量並びに位置の特定
- 到達する迄の時間(TOF)を連続的に計測することによる元素の特定(定性)
によって、3次元の元素組成測定を実現する分析手法です。

私たちカメカはアトムプローブ分析装置のプロバイダーとしてLEAP、EIKOS-UVを提供しております。

検出感度、空間分解能の比較

この図にあるように、アトムプローブはTEM/STEMに近い空間分解能を有する一方、TEM/STEMを凌駕する元素の検出感度を備えています。アトムプローブは、試料中の詳細なナノ形態を捉えられるTEM/STEMとの共用により、試料内の正確な元素分析、並びに構造解析が可能となります。

TEM/STEMとアトムプローブを併用した評価事例は多数報告されておりますので、ご興味のある方はご連絡頂きますようお願い申し上げます。

アトムプローブ分析装置、LEAP、EIKOS-UV

LEAP、EIKOS-UVはマイクロ分析、ナノ分析の世界的リーダーであるカメカ社が提供する原子レベルでの詳細な3次元マッピングを可能とするアトムプローブ分析装置です。 LEAP、EIKOS-UVが持つ、その高い空間分解能、検出感度によりTEM、STEMでは捉えきれない詳細な原子の立体配置を可視化することが可能です。 LEAPは金属材料などの導電性材料の分析に特化した電圧パルス型と半導体・絶縁物の測定にも対応するUVレーザパルスモード搭載型があります。また、特定の機能に特化して使いやすさを追求したEIKOS-UVも提供しております。