実験装置 のバックアップ(No.1)

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• 実験装置 へ行く。
  • 1 (2021-03-21 (日) 19:31:33)
  • 2 (2022-04-09 (土) 14:37:48)

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• 光電子分光関連

• デバイス作製・評価関連

• その他

光電子分光 †

Triptych: 角度分解型紫外光電子分光・光電子収量分光装置 †

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Platini: 角度積分型紫外光電子分光・光電子収量分光装置 †

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デバイス作製・評価 †

Paddle：ケルビンプローブ・真空蒸着装置 †

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有機半導体材料の表面電位測定装置です．真空蒸着槽とケルビンプローブ（KP）が設置された測定槽が連結されており，真空一環で成膜と表面電位測定が可能です．さらに最近ではプローブの振動を利用した発電特性の評価も可能となっており，今では非常に人気者になりました．家計を圧迫するほどトラブル多発しますが，いい結果もたくさん出してくれる憎めない装置．KP使って実験しているとミスチルのPADDLEのサビを思い出すのでパドルと命名（興味ある人は歌詞見てみてください．大変なのはよくわかっています．使用者の皆様，いつもありがとうございます）．ただしIrodoriと同時期に導入したため，どっちがどっちかわからなくなってしまい，あまり名前ではよんでいません・・．

Irodori：デバイス作製用真空蒸着装置（E-70, ALS Technology） †

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有機半導体デバイス作製用の真空蒸着装置です．グローブボックスとつながっており，大気暴露することなくデバイス作製が可能です．一度に8種類の材料のセットが可能で共蒸着もでき，また基板回転しながら成膜するので均一な膜が作製できます．光照射下や基板加熱下，電界印加状態での成膜も可能です．大活躍中．窒素ガスの大食いチャンピオン．いろんなデバイスが作製可能（あとミスチルが好き）という理由からIrodoriと名づけましたが，あまり認識されていません．近いうちにPaddleと連結予定（名前どうしよう・・・）．

変位電流測定 (DCM) 装置（FCE-1, 東陽テクニカ） †

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変位電流測定法（Displacemenet Current Measurement (DCM)）とは素子に三角波電圧を印加し，その応答電流を測定する手法です．電流波形を解析することで，素子内の電荷の挙動がよくわかります．三角波電圧掃引は強誘電体の評価としてよく行われているということで，このシステムをDCM測定装置として利用中．得られた結果は何報もの論文発表につながっており，さらにトラブルもほぼなく非常に親孝行な装置．

真空蒸着装置 3号機 †

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4種のマスクと8種の材料をセット可能で、共蒸着も可能な蒸着機です。 グローブボックスと直結されており、大気に曝露することなく素子の作成から評価までを一貫して行うことができます。

Irodoriの登場により素子作製装置の主役の座からは降りましたが、有機トランジスタを研究テーマとする学生を中心に根強い需要があり、今なお現役であり続けています。

ちなみに先代の2号機は退役後、長らく使い途の無かったところをPaddle新設時にチャンバーとして転用され、再び第一線に返り咲いています (Paddle写真手前、銀色の太い架台に載る直方体)。

回転型Kelvin Probe装置 †

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通常のKelvin Probe装置と異なり、成膜や光照射を行いながら接触電位差の測定を連続的に行うことができます。

写真は溶液法で製膜するためにスプレーガンを上方に設置している図になります。

ちなみにこの装置は完全自作のものです。I/Vアンプ、分周器は回路設計から行い、回転プローブ部は部品単位で設計を行いました。もちろん制御プログラムも自作です(Python+VISA)。 個人的にはIwatsu製の単現象アナログオシロ（M.Oの私物）がシブい味を出していると思います。

この装置を用いた研究について詳しくはこちら

グローブボックス †

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外気を遮断した環境で試料や薬品を扱えるようにする装置です。高純度の窒素ガスを循環させ、吸着剤で水分を吸着し、酸素や水分の少ない低汚染環境を保ちます。ボックスに長手袋が直結された形をしており、手を差し込むことで内部の物体を扱うことからグローブボックスの名がついています。内外の物の受け渡しはサイドボックスとよばれる、真空引き・窒素導入の可能な小部屋を介して行われます。

3号機から配管が伸びており、3号機で作成した素子を大気に曝露することなく当グローブボックスへ輸送し、素子の評価・電気測定を行うことができます。

新鋭の蒸着装置Irodoriにも同様の装置が連結されています(写真右側)。

有機EL劣化測定装置 †

(製造元で修理中につき、写真はもうしばらくお待ちください)

その他 †

原子間力顕微鏡 †

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原子間力顕微鏡(AFM: Atomic Force Microscopy)は、極めて細い探針(カンチレバー)と試料表面の原子との間にはたらく力の変化から、ナノメートルスケールで表面構造を観察する顕微鏡です。測定中はレーザーがカンチレバーに照射され、その反射光の位置をフォトディテクタで検知することで、原子間力によってどれだけカンチレバーがたわんだかを測定でき、表面形状を把握することができます。

測定中の振動はご法度のため、(写真には写っていませんが)装置全体が除振台とよばれる、揺れを抑制する機構をもつ台の上に載っています。

当研究室のAFMは大気圧下で動作するタイプで、おもに真空蒸着などで形成した膜の粗さ・平坦性の評価に使用しています。

2-Zone 昇華精製装置 †

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用いる材料をより高純度化するための昇華精製装置(電気炉)です。独立に温度を設定できる2か所のヒーターによって内部に温度勾配を生じさせることで、昇華点に差のある不純物と生成物とを異なる位置に析出させ、分離することが可能です。ガスを導入し、反応条件および温度を細かくコントロールすることもできます。

最高到達温度は摂氏1000度以上にもなるため、基板や器具の表面を清浄にする熱処理にも応用されています。

3-Zone 昇華精製装置 †

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3つのヒーターを備える、やや大型の昇華精製装置です。

偏光顕微鏡 †

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光学顕微鏡の一種で、試料に偏光を照射して観察することで偏光・複屈折の特性を色の違いとして見ることができます。

生物の細胞や結晶構造、結晶性分子の向き(配向)の観察に使われます。当研究室でもバイオ系の研究テーマの進展に伴い、活躍の場が増えてきました。

ソーラーシミュレーター †

太陽光を再現した白色光を照射できる光源です。キセノンランプとフィルターを組み合わせ、東アジア・ヨーロッパなどの温帯の地上における平均的太陽光 (AM1.5G) のスペクトルを高い精度で近似します。

太陽電池の性能評価、有機半導体の劣化測定などに用いられるほか、近年ではTriptychのサブ光源としても多用されるためデバイス実験室よりも分光実験室にいる時間のほうが長くなってきた装置です。

紫外可視吸収スペクトル測定装置 †

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フーリエ変換赤外分光光度計 †

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