9/9 表面・界面の考え方と分析の基礎、 および実践応用テクニック、ノウハウ

 ジャパン・リサーチ・ラボ 代表 博士（工学） 奥村 治樹 氏

 　表面、界面はあらゆる技術や製品の基盤となるものであり、現在扱われる材料やプロセス、技術、商品で表面や界面が関与していないものは無いと言っても過言ではありません。これは言い方を変えると、現代は表面、界面に支配されているとも言えます。そのため、分析手法一つにしても多種多様なものが開発され、利用されています。しかし、一方で表面や界面はまだ未解明な部分も多く、多様な分析方法の選択・活用、そして、表面・界面の姿を明らかにすることは容易ではありません。

　本講では、表面、界面の基礎から、表面分析評価を中心にして、その姿を明らかにして利用するためのアプローチについて、技術的テクニック、コツやノウハウから、考え方、実践まで事例を交えて解説します。

 １．表面に支配される現代社会
　イントロダクションとして様々な製品や技術と表面、海面の関係について整理します。

　・膜・界面、そして、現代技術を支配する表面
　・表面・界面の重要性

２．表面とは
　表面という言葉の定義（どこまでの領域なのか）など実は日常的に取り扱っていながら良く理解できていない表面について改めて解説します。

　・表面（薄膜）とは？
　・表面のかかわる代表的事象
　・表面の要素
　・表面における現象
　・代表的な表面処理 など

３．界面とは
　表面と同様に改めてその定義や成り立ちを含めて解説します。

　・界面における現象
　・多層膜による界面形成 
　・薄膜化による界面の変化 など

４．表面・界面を支配するもの 
　表面・界面を知るのはこれを制御するためであることから、表面・界面を決定づける要素、要因について解説します。

　・界面形成 
　・界面形成を支配する接着 
　・界面を形成する力
　・表面・界面形成を支配するもの
　・表面・界面形成因子と評価法
　・表面を支配するには など

５．表面分析成功のキーポイント 
　表面・界面を知るために欠かすことができない表面分析を正しく行うための注意点、ポイント、ノウハウを解説します。

６．サンプルの取り扱い


７．代表的表面分析手法


８．表面分析の分類 
　多種多様な表面・界面分析手法について、その特徴や用途などによって分類すると共に、手法選択の考え方について解説します。

　・表面分析に用いる主な手法と選び方 
　・表面・微小部の代表的分析手法
　・手法の選択 など

９．接触角測定法
　実は複数ある接触角測定法について解説します。

１０．X線光電子分光法（ＸＰＳ、ＥＳＣＡ）
　XPSの原理、特徴から測定、解析の考え方、ポイントなどについて解説します。

　・XPSの原理・特徴
　・XPSの検出深さ
　・ワイドスキャンとナロースキャン
　・元素同定
　・化学状態の同定
　・角度変化測定による深さ方向分析
　・チャージアップの影響と対応
　・深さ方向分析
　・ちょっと便利なサイトやソフト
　・ハイブリッド分析

１１．オージェ電子分光法（AES）
　AESの原理、特徴から測定、解析の考え方、ポイントなどについて解説します。

　・ＡＥＳの原理
　・ＡＥＳ測定例
　・界面拡散の分析
　・AESによる状態分析例
　・チャージアップ抑制
　・化学状態マッピング
　・XPSとAESの手法の比較

１２．X線マイクロアナライザ（EPMA）
　EPMAの原理、特徴から測定、解析の考え方、ポイントなどについて解説します。

　・EPMAの原理
　・元素分布分析（被着体金属基板の断面）
　・積層膜の分析例

１３．二次イオン質量分析法（SIMS）
　SIMSの原理、特徴から測定、解析の考え方、ポイントなどについて解説します。

　・ＳＩＭＳの原理
　・D-SIMS測定例と特徴
　・TOF-SIMSの原理
　・TOF-SIMSによる化学構造解析

１４．フーリエ変換赤外分光法（ＦＴ－ＩＲ）
　FTIRの原理、特徴から測定、解析の考え方、ポイントなどについて解説します。

　・赤外分光法（IR）の原理
　・FT-IRの長所・短所
　・測定法
　・主な吸収帯
　・指紋領域の利用
　・系統解析
　・帰属の考え方
　・全反射法（ATR法）
　・ATR法における注意点
　・In-situ FT－IR

１５．グロー放電分析（GD）
　

１６．形態を知る

１７．ＳＥＭ、ＴＥＭ
　SEM、TEMの原理、特徴から測定例などについて解説します。

　・表面形状と組成
　・SEM－EDS組成分析
　・SEM観察例
　・試料作製法の比較

１８．走査型プローブ顕微鏡（SPM） 
　SPMの原理、特徴から測定例などについて解説します。

　・SPMとは
　・主な走査型プローブ顕微鏡
　・観察例
　・位相イメージングの例
　・位相像

１９．界面分析
　実は非常に奥が深く、難易度が高い、しかし、安易に行われている界面分析の真の理解を得るためにその基本からテクニックまで実践ノウハウを解説します。

２０．界面評価の重要性と課題
　実例を交えながら、適切に界面分析を行い、正しいデータを得るための方法について解説します。

　・界面の分類
　・界面分析における課題
　・界面分析の重要性
　・一般的深さ方向分析と問題点
　・SIMS分析例
　・新しいアプローチ

２１．解析の実例
　実際の解析例を用いて、表面分析、界面分析の実務について解説します。

　・ＵＶ照射による化学構造の評価
　・表面構造変化の解析（XPS）
　・気相化学修飾法
　・化学修飾法を用いたTOFイメージング
　・ポリイミドの表面処理層の深さ方向分析
　・ＰＩ／Ｃu／Ｓi界面の解析

２２．まとめと質疑

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