新素材イノベーションラボ 京都工芸繊維大学

menu

装置概要

装置名:FT-IR分光光度計

製品名:FT/IR-4600　　メーカ:日本分光

FT-IR分光光度計

＜装置の概要＞
赤外分光法は、物質に赤外光（IR：Infrared）を照射し、透過または反射した光を測定することで、試料（主に有機化合物）の構造解析や定量を行う分析手法です。
赤外分光光度計には、分散型とフーリエ変換型（FTIR）があり、ほとんどの装置がFTIRとなっています。

＜原理＞
測定波長範囲：7800～350cm−1
最高分解：0.7cm−1
SN比：25000:1

＜測定方法＞
フィルム：そのまま
粉末試料：KBr錠剤法（乳鉢、簡易プレスあり）

＜利用例＞

  • 物質（主に有機化合物）の構造解析（定性分析）
  • 定量分析
  • 有機薄膜の膜厚測定

＜装置状況＞
簡易取説　有　：紙ベース　pdf化可能

＜製品HP＞
https://www.jasco.co.jp/jpn/product/FTIR/FTIR.html

装置名:紫外可視分光光度計

製品名:UV-2550　　メーカ:島津製作所

UV-2550

＜装置の概要＞
物質に可視光または紫外線を照射し、その吸収スペクトルから定性分析、その吸光度から濃度分析ができる装置です。

＜原理＞
回折格子(ミラー)で波長ごとに分光した可視光または紫外光を、物質（資料室）に照射し、透過した光の量を検出します。
波長に対する吸収スペクトルのピーク位置および形状により物質の定性分析ができ、吸光度から定量分析ができます。

＜装置の仕様＞
光源：50Wハロゲンランプ
分光器：ダブルモノクロ
測定波長範囲：185nm～900nm
検出器：光電子増倍管（ホトマルチプライア）

＜利用例＞

  • 比色分析（定量分析）
  • 吸収スペクトル測定（定性分析）
  • 膜厚測定
  • カラー測定
  • カイネティクス
  • 溶出試験

＜製品HP＞　旧タイプのためなし。新型UV-2600
https://www.an.shimadzu.co.jp/uv/uv2600.htm

装置名:赤外MAIRS自動分析ユニット

製品名:Nicolet6700　　メーカ:サーモフィッシャーサイエンティフィック

Nicolet6700

＜装置の概要＞
MAIRS（メアーズ）は、多角入射分解分光法で、「仮想光」理論に基づく新しい赤外分光法による薄膜分析手法です。
薄膜の面内スペクトルと面外スペクトルを同時に取得することができます。
このシステムは、MAIRSスペクトルのサンプル測定と面内・面外スペクトルを取得する計算を自動で実行することができます。

＜原理＞
従来の一般的な分子配光解析では、赤外透明基板上に吸着させた薄膜試料と金属基板上に吸着させた薄膜試料の2種類を用意し、透過分光法で面内スペクトル、反射分光法で面外スペクトルの２つのスペクトルを得る必要がある。
MAIRSでは、一枚の赤外透過基板上に吸着させた薄膜試料を用いて、複数の入射角で透過測定を行い、複雑な回帰行列計算を行い、面内および面外スペクトルを得ることができる。

＜装置の仕様＞
測定波長範囲：？？？7800～350cm−1
最高分解：？？？0.7cm−1
SN比：？？？25000:1

＜測定方法＞
フィルム　：そのまま

＜利用例＞

  • 薄膜の分子配向解析

＜製品HP＞　製品HPは無し。
原理・操作説明資料
http://tools.thermofisher.com/content/sfs/brochures/M07007-JA.pdf

装置名:近接場光学顕微鏡

製品名:JSPN-5301(alfa300s)　　メーカ:日本電子(WITec)

JSPN-5301(alfa300s)

＜装置の概要＞
光学顕微鏡の分解能は、光の回折限界で決まり、可視光の領域では一般的に波長の半分のλ/2程度、200-300 nm程度が限界となります。 近接場光学顕微鏡（SNOM：Scanning Near-field Optical Microscopy）は、穴付きSNOMカンチレバーを使用し、回折限界を超える光学像を得ることができる超解像光学顕微鏡です。対物レンズを切り替えるだけで、共焦点顕微鏡（CM）、原子間力顕微鏡（AFM）機能も備えています。

＜原理＞
近接場光学顕微鏡では、励起レーザー光を励起波長より小さな直径を持った開口にフォーカスして照射すると、その開口の反対側にエバネッセント場（近接場）が発生します。試料との間隔を開口径より小さい距離で走査すると、透過光の光学分解能は、この開口径とほぼ同じになり、分解能としては、最高60～100 nmになります。
光学像は、試料表面を1点1点もしくは、1ライン毎に走査することによって得られます。

原理：
https://groups.ims.ac.jp/organization/okamoto_g/advance/nearfieldprinciplej.html

＜装置の仕様＞

◆SNOMモード

  • 近接場光学顕微鏡(SNOM)モード: 透過，反射，コレクションモード
  • 共焦点顕微鏡(CM)モード:
    • 透過
    • 反射
    • 蛍光(オプション)
    • SNOM/AFM組み合わせ: alpha300 Aのほとんどの動作モードサポート（オプション追加可）
    • フォースカーブ，light-distanceカーブ
    • 背面照射モード
    • 全反射照射モード(オプション）

◆顕微鏡

6対物レンズレボルバー対応 研究グレード光学顕微鏡
高感度モノクロビデオカメラ ：試料およびSNOM/AFM探針の下方観察
XY方向マニュアル試料ステージ X,Y 25mm
ピエゾ走査ステージ(走査幅 100 x 100 x 20 μm) (他走査幅のオプション有り)

◆試料サイズ：縦横120mm、厚み25mm

＜製品HP＞
メーカー：
https://www.witec.de/jp/techniques/snom/

製品：
https://www.witec.de/jp/products/snom-microscopes/alpha-300-s-nearfield-microscopy/

装置名:ホットステージ付き偏光顕微鏡

製品名:DS-L3　　メーカ:ニコンインステック

DS-L3

＜装置の概要＞
ホットステージが付いた偏光顕微鏡です。

  • 取説は、装置のところには無し。
  • 装置銘板：OPTIPHOT-POL
  • DS-L3　Digital Sight　デジタルカメラ

スタンドアロンタイプコントロールユニット
http://www.sankei-coltd.co.jp/index_contents/web_green/2013_nikon_bs_01_02_DigitalSight_2CJ-MGRH-12_1111/DigitalSight_2CJ-MGRH-12_1111.pdf

装置名:ゼータ電位・粒径計測システム

製品名:ELSZ-1000ZS　　メーカ:大塚電子

ELSZ-1000ZS

＜装置の概要＞
コロイド粒子の分散・凝集性、相互作用、表面改質の指標となるゼータ電位および粒子径・粒子径分布（粒径・粒径分布）を動的及び電気泳動光散乱法で測定できます。

＜仕　様＞

  • 光学系：レーザードップラー法（動的・電気泳動光散乱法）
  • 光　源：高出力半導体レーザー
  • 検出器：高感度APD
  • セ　ル：ゼータ電位用：標準セル、微量ディスポセルもしくは濃厚系セル
    　　　：粒子径：角セル
  • 温　度：0 ～ 90℃ （グラジエント機能あり）

注）ELSZ-1000ZSは、生産終了・サポート継続：
https://www.otsukael.jp/product/detail/productid/75

後継機は、ELSZ-2000ZS　：
https://www.otsukael.jp/product/detail/productid/92/category1id/37/category2id/30/category3id/56

＜粒径計測＞
測定原理：動的光散乱法（光子相関法）
溶液中の粒子は、粒子径に依存したブラウン運動をしているため、この粒子に光を照射した時に得られる散乱光は、小粒子は素速い揺らぎを、大粒子はゆっくりした揺らぎを示します。
この揺らぎを光子相関法で解析することにより粒子径や粒度分布が求められます。

注）装置HP参照　：
https://www.otsukael.jp/product/detail/productid/75

＜ゼータ電位＞
測定原理：電気泳動光散乱法（レーザードップラー法）
溶液中の粒子に電場をかけると、粒子が持つ電荷に応じた電気泳動が観測されるため、この電気泳動速度からゼータ電位・電気泳動移動度が求められます。
電気泳動光散乱法では、電気泳動している粒子に光を照射し、得られる散乱光のドップラーシフト量から電気泳動速度を求めるため、レーザードップラー法とも呼ばれています。

注）装置HP参照　：
https://www.otsukael.jp/product/detail/productid/75

装置名:分光エリプソメータ

製品名:FE-5000S　　メーカ:大塚電子

FE-5000S

＜装置の概要＞
高精度な薄膜解析が可能な分光エリプソメトリーに加え、測定角度の自動可変機構を実装させることにより、あらゆる種類の薄膜にも対応しています。

従来の回転検光子法に加え、位相差版の自動脱着機構を設けることにより、測定精度が向上しました。

＜原理＞
試料にs波とp波を含む直線偏光を入射し、その反射光の楕円偏光を測定します。
s波とp波は位相と振幅が独立に変化して、試料に依存した2種類の偏光の変換パラメータであるp波とs波の反射率の比tanψおよび位相差Δが得られます。
tanψ、consΔはエリプソパラメータと呼ばれており、分光エリプソメトリーではこの2つのパラメータの波長依存スペクトルが測定されます。

＜装置の仕様＞　パネルを参照

推奨試料サイズ ：100mm×100mm
測定方式 ：位相子挿入回転検光子法
入射(反射)角度範囲　 ：45°～90°（自動角度可変測定）
入射(反射)角度駆動方式 ：自動サインバー駆動方式
測定波長範囲 ：300nm～800nm
分光検出器 ：ポリクロメータ
ステージストローク範囲 ：10mm×10mm（手動）

＜利用例＞　　※パネルを参照、HPでは違う分類・記述になっている。

・フィルム DLC、　AR膜
・光学材料 フィルタ、反射防止膜
・FPD LCD、PDP、FED、有機EL
・半導体 a-Si 、 Poly-Si、その他
・複合半導体 半導体レーザ、強誘電体
・データストレージ DVD、HDD、磁気ヘッド

＜製品HP＞
https://www.otsukael.jp/product/detail/productid/27/category1id/36/category2id/24/category3id/25

装置名:熱分析 示差走査熱量計(DSC)

製品名:DSC-60　　メーカ:島津製作所

DSC-60

＜装置の概要＞
熱分析は、試料を一定の速度で加熱・冷却したときに起こる物理的変化（融解・蒸発・寸法変化など）、化学的変化（脱水、酸化、分解など）を追跡する方法です。
検出対象とする物理量によって装置が分類され、この装置は、示差走査熱量計（DSC：Defferenctial Scanning Calorimetry）と呼ばれる装置です。

＜原理＞
DSCは、試料の反応によって生じた温度変化を時間もしくは温度に対して測定する方法です。
試料と基準物質を同一の条件で加熱または冷却したとき、両者間の温度差は試料の反応に応じて変化するので、この温度差を測定することにより、融解、転移、結晶化、分解、酸化などの変化を検出することができます。
基準物質として、通常広い温度範囲で安定なα-アルミナが用いられます。

＜装置の仕様＞

測定温度範囲 ：室温～600℃、　　液体窒素供給時　-140～600 ℃
試料部パージガス ：N2
熱流量検出範囲　 ：±150 mW
入射(反射)角度駆動方式 ：自動サインバー駆動方式
検出部 ：示差熱量（DSC)
試料容器 ：アルミニウム　通常は密封容器で測定

＜利用例＞

  • 高分子材料
  • 有機材料
  • 金属
  • セラミックス

＜JAIMA分析の原理＞
熱分析の原理と応用：
https://www.jaima.or.jp/jp/analytical/basic/cta/principle/

示差走査熱量計(DSC)の原理と応用：
https://www.jaima.or.jp/jp/analytical/basic/cta/dsc/

＜製品HP＞
https://www.an.shimadzu.co.jp/ta/dsc60p.htm

装置名:試料観察熱分析TG/DTA

製品名:STA200RV　　メーカ:日立ハイテクサイエンス

STA200RV

＜装置の概要＞
熱分析は、試料を一定の速度で加熱・冷却したときに起こる物理的変化（融解・蒸発・寸法変化など）、化学的変化（脱水、酸化、分解など）を追跡する方法です。
検出対象とする物理量によって名称が分類され、この装置では、
熱重量（TG:Thermogravimetry)
示差熱（DTA：Differential Thermal Analysis)
が同時に測定できます。
また、この装置では、試料観察用カメラを装備しており、分析中の試料の変化をリアルタイムで観察することができます。

＜原理＞
DTAは、試料の反応によって生じた温度変化を時間もしくは温度に対して測定する方法です。
試料と基準物質を同一の条件で加熱または冷却したとき、両者間の温度差は試料の反応に応じて変化するので、この温度差を測定することにより、融解、転移、結晶化、分解、酸化などの変化を検出することができます。
基準物質として、通常広い温度範囲で安定なα-アルミナが用いられます。
TGは、試料部に天秤機構があり、温度変化による重量変化を測定します。

＜装置の仕様＞

測定温度範囲 ：室温～1000℃
プログラム速度 ：0.01～150℃/min
試料部パージガス ：N2、空気（O2(21%）+N2)
検出部 ：熱重量　（TG)
：示差熱　（DTA)
試料容器 ：アルミニウム　 上限温度 600℃
：白金　　　　　 上限温度 1500℃

＜利用例＞

  • 高分子材料などの有機材料
  • 金属
  • セラミックス

＜JAIMA分析の原理＞
熱分析の原理と応用：
https://www.jaima.or.jp/jp/analytical/basic/cta/principle/

熱重量測定(TG)の原理と応用：
https://www.jaima.or.jp/jp/analytical/basic/cta/tga/

示差熱分析(DTA)の原理と応用：
https://www.jaima.or.jp/jp/analytical/basic/cta/dta/

＜製品HP＞
https://www.hitachi-hightech.com/hhs/products/ai/thermal-analysis/