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施設【先端ナノ計測施設】　装置一覧（13件）

施設名 装置名称／手法 仕様 用途
先端ナノ計測施設（ANCF） 表面プローブ顕微鏡1 原子間力顕微鏡、走査型トンネル顕微鏡
・型式: JEOL JSPM5400
、E-SWEEP他
・設置室名: 2-1D棟125室
・測定機能: AM-AFM、FM-AFM、コンタクトモード、STM、KPFM、EFM
・測定環境: 大気中、液中、真空中(10-5 [Torr])、超高真空(10-10 [Torr]、使用機能に制限あり)
・温度範囲: 室温～ 300 ℃(ヒータのみ、制御なし)
・試料サイズ: 最大300 mmウエハー（測定手法によっては寸法（1mm角等）や厚さの制限有）
・液中リアルタイム測定可能（毎秒10フレーム）

原理（ナノエレクトロニクス計測分析技術研究会監修）
原子間力顕微鏡(AFM)
http://www.tsc-web.jp/map/pdf/AFM.pdf

走査型トンネル顕微鏡(STM)
http://www.tsc-web.jp/map/pdf/STM.pdf		 原子間力顕微鏡、走査型トンネル顕微鏡による表面観察
先端ナノ計測施設（ANCF） ピコ秒可視・近赤外過渡吸収分光装置 200 fsの時間分解能、240 ～ 11000 nmの観測波長領域、<0.001の吸収測定精度を有する、過渡吸収分光装置です。
固体中キャリア寿命、界面電荷分離反応の速度・収率、励起子拡散長を評価します。
●測定モード:透過・正反射・拡散反射型ポンプ‐プローブ法
●励起光:100 ~ 150 fsパルス、波長240 ～ 2400 nm
●測定雰囲気:室温大気中(特殊環境は要相談)		 過渡吸収分光装置固体中キャリア寿命、界面電荷分離反応の速度・収率、励起子拡散長の測定
先端ナノ計測施設（ANCF） ナノ秒可視・近赤外蛍光寿命計測装置 液体、溶液、結晶、フィルムなどの蛍光スペクトルと蛍光寿命を測定する装置。
励起光源にレーザーダイオードを用いており、非常に簡便に計測ができる。
寿命測定は時間相関単一光子計数法を用いており、弱い励起条件での計測が可能である。
温度は常温のみ。
●時間分解能:約500 ps
●励起波長:405 nm
●測定波長範囲:420 nm～1400 nm		 蛍光スペクトル及び蛍光寿命の測定
先端ナノ計測施設（ANCF） 固体NMR装置(200MHz) 200MHz、固体、4.7T、広幅測定、固体高分解能測定、二次元測定、緩和時間測定、温度-120～200 ℃

原理（ナノエレクトロニクス計測分析技術研究会監修）
固体核磁気共鳴法(SS-NMR)
http://www.tsc-web.jp/map/pdf/SOLID-STATE_NMR.pdf		 固体核磁気共鳴
先端ナノ計測施設（ANCF） 表面プローブ顕微鏡2と前処理装置 SIIナノテクノロジ S-ImageおよびE-SWEEP
●設置室名: 2-1D棟124室
●測定機能: AM-AFM、コンタクトモード、STM、KFM、Conductive-AFM
●制御装置: 1台のNanonaviをS-ImageおよびE-SWEEPで切り替えて利用
●測定環境: 大気中、恒湿度雰囲気(20～70%)、液中、真空中(10E-5[Torr])
●温度範囲(E-SWEEP): -100 ℃ ～ 300 ℃(ヒータのみ、制御なし)
●試料サイズ: 最大15 mm角程度

前処理装置等
●標準試料: 探針評価、スケール、段差等
●研磨機、プラズマクリーナ、白色干渉計、反射分光膜厚計、化学ドラフト

原理（ナノエレクトロニクス計測分析技術研究会監修）
原子間力顕微鏡(AFM)
http://www.tsc-web.jp/map/pdf/AFM.pdf

走査型トンネル顕微鏡(STM)
http://www.tsc-web.jp/map/pdf/STM.pdf		 原子間力顕微鏡、走査型トンネル顕微鏡による表面観察
先端ナノ計測施設（ANCF） ピコ秒可視蛍光寿命計測装置 この装置は、40 psの時間分解能、時間レンジ1 ～ 100 ns、400 ～ 900 nmの観測波長領域を有する、時間分解蛍光スペクトル測定装置です。
固体中励起子寿命、励起子拡散長、色素分子蛍光寿命を評価できます。
●形式: C4334-01
●励起光:150 fsパルス、波長240 ～ 800 nm
●測定雰囲気: 室温大気中(特殊環境は要相談)		 時間分解蛍光スペクトル測定固体中励起子寿命、励起子拡散長、色素分子蛍光寿命の測定
先端ナノ計測施設（ANCF） 超伝導蛍光X線検出器付走査型電子顕微鏡 高感度、高分解能の超伝導検出器を搭載した、蛍光X線検出器付走査型電子顕微鏡

電子線で試料上を走査する際に放出される蛍光X線を測定することにより、主に軽元素の分布状態を評価できる。


①蛍光X線エネルギー範囲：100 eV-2 keV ②エネルギー分解能：～7 eV@400 eV X-ray③計数率：～1 Mcps④走査型電子顕微鏡：HITACHI S-4500⑤加速電圧範囲:200 V-30 kV⑥電子ビームサイズ（最適値）：1.5 nm at 15 kV, 4.0 nm at 1 kV⑦ 最大サンプルサイズ：20 mmΦ⑧機械式ヘリウム3 冷凍機を用いて簡単に冷却でき、長時間の測定可能

≪特徴≫

　１．超伝導エネルギー分散分光検出器を搭載した走査型電子顕微鏡

　２．100 ppm以下の微量元素を検出可能

　３．特定元素については化学状態分析も可能

　４．WDSのエネルギー分解能でSDD並の検出効率を実現、省エネ半導体中のドーバントや
　　　酸化物、磁性体中に含まれる各元素の次元的なナノメータースケールの分布状況を高い
　　　スループットで評価

　　　（競合：米Star Cryoelectronics)		 軽元素の分布状態
先端ナノ計測施設（ANCF） 固体NMR装置(600MHz) 600MHz、固体、14.1T、広幅測定、固体高分解能測定、二次元測定、緩和時間測定、拡散係数測定、測定可能温度 -120～200 ℃

原理（ナノエレクトロニクス計測分析技術研究会監修）
固体核磁気共鳴法(SS-NMR)
http://www.tsc-web.jp/map/pdf/SOLID-STATE_NMR.pdf		 固体核磁気共鳴
先端ナノ計測施設（ANCF） 陽電子欠陥測定装置（陽電子プローブマイクロアナライザー[PPMA]） 電子加速器で発生した低エネルギー高強度陽電子ビームを短パルス化し試料に入射して、陽電子の寿命スペクトルなどを測定することによって、試料(特に薄膜や表面近傍)の原子～ナノレベルの欠陥・空孔を評価する装置。
原子～ナノメートルサイズの原子空孔や空隙の評価が可能。
●パルスレート: 26 ns以上可変
●パルス幅:200 ps以下
●入射エネルギー0.5 keV～30 keV可変
●ビーム径10 μm～12 mm		 陽電子の寿命スペクトルなどを測定することによって、試料(特に薄膜や表面近傍)の原子～ナノレベルの欠陥・空孔を評価する
先端ナノ計測施設（ANCF） ナノ秒可視・近赤外過渡吸収分光装置 液体、溶液、結晶、フィルムなどの過渡吸収スペクトルと減衰挙動を測定する装置。
励起光源にYAGレーザーの第2 ~ 3高調波を用いており、様々な測定対象に対応可能である。
従来装置と比べて測定感度が高いことが特徴であり、吸光度変化として0.001程度の計測が可能である。
●時間分解能: 1 ns程度
●励起波長: 355、532 nm
●測定波長範囲: 400 nm～1600 nm
●測定雰囲気：-80°C ～ 室温 ～ +100°C		 液体、溶液、結晶、フィルムなどの過渡吸収スペクトルと減衰挙動の測定
先端ナノ計測施設（ANCF） 固体NMR装置(20MHz) 20MHz、固体、0.47T、プロトン測定、緩和時間測定、磁場勾配法による拡散係数測定、温度-120～200℃

原理（ナノエレクトロニクス計測分析技術研究会監修）
固体核磁気共鳴法(SS-NMR)
http://www.tsc-web.jp/map/pdf/SOLID-STATE_NMR.pdf		 固体核磁気共鳴
先端ナノ計測施設（ANCF） 極端紫外光光電子分光装置(EUPS) 産総研自主開発:レーザー生成プラズマを用いて生成したパルスEUV光を試料を照射した際に放出される光電子のエネルギーを計測することにより、試料最表面(0.5 nm程度)の電子状態を分析する装置。
絶縁物、導体表面からの光電子のエネルギースペクトルのシフトから、試料表面の汚染状態を評価する、世界で唯一の表面分析装置。
・ナノ秒可視・近赤外蛍光寿命計測装置
●EUV光子エネルギー:255.17eV
●EUV光子スペクトル幅～0.1eV
●EUVパルス幅:3nsec
●試料上ビーム径:50～100μm
●絶縁薄膜、有機薄膜を帯電させること無く測定可能
測定可能な物理量
●バンド曲がり
●二次電子スペクトルで真空準位
●ナノ粒子表面の汚染度
●電子雲の傾斜角(π、σ電子識別)原理、測定例をEUPSのHP (http://staff.aist.go.jp/t-tomie/EUPS)で紹介
先端ナノ計測施設（ANCF） 超伝導蛍光収量X線吸収微細構造分析装置(SC-XAFS) 産総研自主開発：エネルギー分散超伝導検出器を搭載し、母材中の微量軽元素や重い元素のL、M線のＸ線吸収微細構造測定により、特定の微量元素の原子スケール構造解析を行う。
米ALSに同様の装置があるのみ。
省エネ半導体ドーパント、酸化物、磁性体などの原子配位や電子状態を評価。

・蛍光X線エネルギー分解能: 10 eV
・エネルギー範囲:100 eV ? 15 keV (1 keV以下は超伝導、以上は半導体)
・光子計数率: 1 Mcps
・液体ヘリウムを使用せず自動冷却(0.3 K)

原理（ナノエレクトロニクス計測分析技術研究会監修）
X線吸収微細構造法(XAFS)
http://www.tsc-web.jp/map/pdf/XAFS.pdf		 X線吸収微細構造法(XAFS)、X線吸収分光法(XAS)