FUKUZAWA LAB. Nagoya University
ナノ厚さ液体膜流動の高分解能リアルタイム可視化
Real time observation of nanometer-thick liquid film
概要
エリプソメトリーの原理を用いて，ナノ厚さの液体あるいは固体薄膜をリアルタイムに可視化します．エリプソメトリー（偏光解析法）は試料一点ごとの膜厚を求めるため， 膜厚分布をリアルタイムに可視化することは困難でした．そこで，独自の顕微光学系を用い，膜厚分布を膜厚分解能0.1nmオーダ，面内分解能（解像度）0.1μmオーダで， 明暗像としてリアルタイムに可視化することに成功しました．
応用
・ハードディスクドライブにおけるnm厚さの液体潤滑膜の可視化
・半導体素子におけるフォトレジスト，酸化シリコン絶縁膜の成膜過程などの可視化
・自己組織化膜，LB膜，DNAチップ
・抗原抗体反応用膜など，ナノ厚さの機能薄膜の可視化
キーワード
単分子薄膜，超薄膜，ナノ厚さ薄膜，可視化，リアルタイム，エリプソメトリー顕微鏡，イメージングエリプソメトリー，マイクロ・ナノトライボロジー
ナノスケールの摩擦力・凝着力マッピング
Nano-scale mapping of friction and adhesion forces using micro-mechanical probe
概要
新規な構造を有するマイクロプローブを用いた摩擦力顕微鏡を開発しました．従来の片持ち梁（カンチレバ）型プローブは，摩擦力と荷重の二方向の力に対してプローブ先端の変形が干渉し， 力の較正が容易でない，測定範囲が小さな力に限られるなどの課題がありました．そこで，摩擦力と荷重に対して別々の部分が変形する独自の構造を有したマイクロプローブを開発し， ｎΝオーダの摩擦力・荷重の分布を，nm分解能で高精度に定量化可能としました．また，変位計測法を工夫し，市販のFFM（AFM）に取り付けることが可能としています．さらに，静電力駆動 機構を設けることで動的特性の計測も可能としました．
応用
・高精度研磨面の評価，潤滑薄膜の分布など表面・界面のミクロ特性評価
・摩擦特性による物質の同定，複合材料の各成分・材質の分布評価
・摩擦，潤滑，摩耗現象（トライボロジー現象）の微視的解明および特性評価
キーワード
摩擦力顕微鏡，FFM，二軸独立型FFM，LFM，原子間力顕微鏡，AFM，プローブ顕微鏡，マイクロ・ナノトライボロジー，複合材料，マイクロマシン
ナノトライボロジー・ナノレオロジー計測
Nano-tribology & Nano-rheology measurements
概要
先端を球形状（曲率半径数μm～100μm)に加工した光ファイバーをプローブとして用いる高感度なせん断力測定法を開発しました．力感度は0.1nNオーダを達成しており，プローブ先端と試料面との隙間は0.1nmの分解能で設定可能です．本法は分子レベルで摩擦現象や潤滑特性を解明するナノトライボロジー測定や、高分子表面や固液界面を対象とした高精度なナノレオロジー測定に応用することができます．
応用
・ナノメートルオーダの微小隙間に介在する液体や高分子水溶液の力学特性計測
・固体表面に吸着した分子レベルの液体薄膜の力学特性計測
・高分子表面のナノレオロジー測定
キーワード
ナノトライボロジー，ナノレオロジー，表面レオロジー，薄膜潤滑，ソフトマター，界面水，動的粘弾性
評価・測定してみたいサンプルのご要望がありましたらお気軽にお問い合わせください.
問い合わせ先
准教授 伊藤伸太郎
shintaro.itoh(at)mae.nagoya-u.ac.jp