原子間力顕微鏡(AFM)のアサイラム リサーチ

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2014.9.3

   アサイラムAFMによる新しい粘弾性マッピングモード                    
 


アサイラム リサーチ独自のAM-FM粘弾性マッピングモードによる、 AFMを用いた弾性・粘性計測
2014年8月26日(サンタバーバラ,CA)―オックスフォード・インストゥルメンツ アサイラム リサーチ事業部から、Cypher™およびMFP-3D™ 原子間力顕微鏡(AFM)全製品で用いることが可能な、強力かつ新しいナノメカニカルイメージング技術であるAM-FM粘弾性マッピングモードの有用性について発表いたしました。AM-FM粘弾性マッピングモードは、ナノスケールの空間分解能で、貯蔵弾性率やロスタンジェントを含む粘弾性特性を、迅速かつダメージなくイメージングすることが可能です。このイメージングモードは、ポリマーや複合材料、バイオマテリアル、セラミックおよび金属といったさまざまな材料の、定量的なナノメカニカル測定において理想的な手法になります。

「AM-FM粘弾性マッピングは、非常に広範囲な材料に対し、貯蔵弾性率および損失弾性率ならびにロスタンジェントを測定できるため、アサイラムのNanomechPro™ツールキットの中で、ほぼ間違いなく最も強力なナノメカニカルイメージング技術であると言えます。」とアサイラム リサーチのプレシデントであるロジャー・プロクシュは述べています。「AM-FMは、標準的なタッピングモード(AFM)の特長や利点と、定量的で高感度な周波数変調モード(FM)とを融合しています。AM-FMは、標準的なタッピングモードをベースにしているため、操作が簡単で安定しており、非常に柔らかいサンプルに対しても問題ないほどダメージを極力抑えた状態で、優れた高分解能イメージを提供します。また、高速スキャニングやノイズ低減が目的の微小カンチレバーにも対応しています。」

AM-FMモードは、カンチレバーの持つ2つの共振を同時に用いることで結果を得ています。1次共振を振幅変調(AM)として知られるタッピングモードイメージングに使用し、さらに、高次の共振モードを周波数変調(FM)で操作します。共振カンチレバーの周波数や位相は、サンプル特性(スティッフネス、吸着力、ロスタンジェントなど)の違いに敏感に応答します。

微小な周波数や位相のシフトを非常に高い精度と正確性の下で計測できるので、不確かさが小さくなり感度が向上します。AM-FM法は、サンプルを構成する物質の相対的な違いを迅速に可視化し、アサイラムのシステムに内蔵している、もしくはユーザカスタマイズのメカニカルモデルを用いて、機械的な物性をより定量的に見積ることができます。サブ MPaから数百GPaまでの非常に幅広い測定レンジを有していることで、多用途に対応でき、なおかつ高い分解能を有する技術となっています。

AM-FM粘弾性マッピングは、アサイラムのNanomechPro™ツールキットで利用可能な多数のテクニックの一つにすぎません。AM-FM粘弾性マッピングの詳細につきましては、www.AsylumResearch.com/AMFMでご覧いただけます。お見積りやお問合せはsales.asylum.jp@oxinst.comまでメールでご連絡ください。

マイカ上のポリスチレンーポリカプロラクトン(PS-PCL)ポリマーフィルムの AM-FMモードイメージ。貯蔵弾性率(a, c)、粘弾性ロスタンジェント(b)、およびインデンテーションの深さ(d)。スキャンサイズは5µm(a, b)および1.5µm(c, d)。貯蔵弾性率はPS領域(明るい茶色)がPCL領域(暗い茶色)よりも高く、他方、PCL領域はPS領域よりも高いロスタンジェントを示しています。イメージはCypher S でblueDriveフォトサーマル励振を用いて取得しました。
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