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【サンプル別】原子間力顕微鏡(AFM)の活用事例

目次目次

原子間力顕微鏡(AFM)は、半導体や金属などの無機材料から、薄膜やポリマーなどの有機材料、そしてライフサイエンスの分野まで、幅広く活用されています。ここでは、さまざまな産業・研究分野における原子間力顕微鏡(AFM)の活用事例を紹介していきます。

「無機材料」を原子間力顕微鏡(AFM)で計測する

自動車やコンピューターのコアとなる電子材料や半導体として、また構造用材料、電気・電子部品用材料など細かなパーツとして用いられることが多い無機素材は、素材の表面がわずかに違うだけでも品質に差が出たり、動作環境に影響を与えてしまったりします。無機材料の表面粗さや導電性などをナノレベルで計測できる原子間力顕微鏡(AFM)の技術を紹介しています。

「半導体」を原子間力顕微鏡(AFM)で計測する

パソコンやスマートフォン、家電製品から航空機まで、様々なものに搭載されているコンピューター。その頭脳となるLSI(半導体集積回路)は、高機能化が求められる半導体。その製造プロセスにおいては、微細化、高集積化が続いており、極めて精度の高い計測が求められています。高い測定力をもち半導体業界で活用される、原子間力顕微鏡(AFM)についてまとめています。

「金属」を原子間力顕微鏡(AFM)で計測する

我々の身近にあるスマートフォンをはじめ、電子機器に多用され、情報化社会を支える半導体。小型化されるほど、性能もコストパフォーマンスもよくなるというメリットから微細加工技術が進み、今では加工線幅100nm以下に到達しているといわれています。半導体の需要拡大が進む中、半導体製造に不可欠な原子間力顕微鏡(AFM)も活用の場を拡げています。

「セラミック」を原子間力顕微鏡(AFM)で計測する

半導体をはじめ、自動車や情報通信、医療など様々な分野で活用されるセラミックの開発現場では、より高品質な製品をつくるために原子間力顕微鏡(AFM)が用いられています。原子間力顕微鏡(AFM)によるセラミックの高精度な表面の粗さ、伝導性などの計測事例を紹介しています。

このほか当サイトでは、AFMが活用されている研究分野や、具体的な活用事例を取材して紹介しています。導入を検討される際は、以下のリンクもチェックしてみてください。

研究者が選ぶ、高分解能の
原子間力顕微鏡(AFM)の魅力

「有機材料」を原子間力顕微鏡(AFM)で計測する

動植物の生体などの蛋白質、セルロースを含む天然物から、ゴムやポリプロピレンといった石油化学製品まで、様々な有機材料の分析にも原子間顕微鏡(AFM)が活用されています。理容・美容・塗装・カーボンなどの製品分野の開発現場で使われている、有機素材における原子間力顕微鏡(AFM)の事例を紹介しています。

「高分子(ポリマー)」を原子間力顕微鏡(AFM)で計測する

高分子ポリマーは、プラスチック塗料や合成皮革を用いた生活必需品や、スマートフォンやタブレットなど、私たちの生活に欠かせないデバイスの電子材料として活用されています。需要が高まる高分子(ポリマー)の開発現場で構造解析・膜圧・粘着度などの測定における、原子間力顕微鏡(AFM)の活用事例を紹介しています。

「有機薄膜」を原子間力顕微鏡(AFM)で計測する

スマートフォンから太陽光発電まで、多様なニーズに対応できることから、ハイテク企業の製品開発や改良には不可欠なのが有機薄膜です。有機薄膜では、先端素材の薄膜化に伴う正確な表面計測や温度センサーによる薄膜の熱伝導性観察などが欠かせません。原子間力顕微鏡(AFM)の有機薄膜計測における活用事例を紹介しています。

「フィルム材料」を原子間力顕微鏡(AFM)で計測する

フィルム素材は、スマートフォンやタブレット端末のタッチパネルなどの透明電極として使われる透明導電性フィルムや、指紋防止及び反射防止機能を持つフィルムなどがあり、デバイスの普及とともに不可欠な材料といっても過言ではありません。フィルム材料の開発・改良のために原子間力顕微鏡(AFM)のが活用されている事例を紹介しています。

以下のリンク先では、製品開発や基礎研究、品質管理のための「原子間力顕微鏡(AFM)3選」を紹介しています。各社AFMの特徴や活用事例なども、ぜひご参考ください。

原子間力顕微鏡(AFM)
<3選>紹介ページをひらく

「ライフサイエンス」を原子間力顕微鏡(AFM)で計測する

蛋白質やDNAといった生体分子の細胞研究が進むライフサイエンスの分野でも、原子間力顕微鏡(AFM)の活用が進んでいます。とくに生医療の分野では、京都大学・山中伸弥教授が iPS 細胞研究でノーベル生理学・医学賞を受賞したことでも知られるように、細胞を用いた新たな発明に期待が高まっています。

「細胞」を原子間力顕微鏡(AFM)で計測する

 原子間力顕微鏡 (AFM) は、生理学的条件に近い状態、水を含んだ状態でも分子構造を解明できるツールとして、 蛋白質の構造解析や細胞の機能的特性の解明にも活用されています。ここでは、ライフサイエンス分野において注目を集めている原子間力顕微鏡(AFM)による細胞の活用事例を紹介していきます。

「DNA」を原子間力顕微鏡(AFM)で計測する

生体分子を生きたまま、サブナノメートルレベルで観察できる原子間力顕微鏡(AFM)はDNA情報の計測・観察にも活用されています。医療分野のみならず、わたしたちにとって身近な食品素材などの研究にも広がる、原子間力顕微鏡(AFM)の活用事例を紹介します。

サポートがしっかり受けられる
「原子間力顕微鏡(AFM)」3選

国際的に認知され、世界中の研究施設や企業で広く使用されている原子間力顕微鏡(AFM)は、高品質で信頼性が高い証明となります。 そのため、海外拠点を多数持ち、手厚いメンテナンスやサポート体制をもつメーカーを選ぶことは重要です。
ここでは海外拠点が多く、公式HPにサービスやサポートについて記載されているメーカーの原子間力顕微鏡(AFM)をセレクト。次の3製品を、導入のご参考にチェックしてみてください。

DriveAFM
(⽇本カンタム‧デザイン)
DriveAFM
画像引用元:日本カンタム・デザイン公式HP(https://www.qd-japan.com/products/driveafm/)
XYスキャン範囲|100µm×100µm
Zスキャン範囲|20µm
Zノイズレベル|30pm(0.03nm)
コントローラー性能(DAC)|28bit
  • 低ノイズ/低コヒーレントのSLD光源
  • ダイレクトドライブピエゾアクチュエータ(DPA)を採用
  • Wiley Analytical Science Award 2023 を受賞

「DriveAFM」の詳細と
性能を公式HPでみる

電話で問い合わせる

Park NX20
(パークシステムズ)
Park NX20
画像引用元:パークシステムズ公式HP(https://www.parksystems.com/jp/products/research-afm/large-sample-afm)
XYスキャン範囲|100µm×100µm
Zスキャン範囲|15µm
Zノイズレベル|30pm(0.03nm)
コントローラー性能(DAC)|20bit
  • 3D構造における側面傾斜角度の正確な測定
  • 高分解能電気計測モードを搭載
  • 低ノイズZ検出器による正確なAFMトポグラフィー

「Park NX20」の詳細と
性能を公式HPでみる

Dimension XR
(ブルカー)
Dimension XR
画像引用元:ブルカー公式HP(https://www.bruker-nano.jp/20200312154845)
XYスキャン範囲|90µm×90µm
Zスキャン範囲|10µm
Zノイズレベル|30pm(0.03nm)
コントローラー性能(DAC)|-
  • 独自のScanAsyst® 自動画像最適化技術を搭載
  • 材料・活性ナノスケールシステムの定量化が従来より簡単
  • 低ドリフトと低ノイズを提供

「Dimension XR」の詳細と
性能を公式HPでみる

電話で問い合わせる

【選定基準】
2023年10月20日時点、Google検索で「原子間力顕微鏡 メーカー」で検索結果100位までに表示された会社と、「AFM メーカー」で検索結果100位までに表示された会社、合計22社を調査。その中から、原子間力顕微鏡(AFM)の取り扱いがあり、サービスやサポートについて公式HPに明記しており、海外拠点数が多い大手グローバル企業3社をピックアップ。

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