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実験装置 のバックアップ(No.4)


上野研究室には以下のような実験装置があります。

有機薄膜成長用分子線エピタキシー(MBE)装置(通称「弐号機」)

この装置は,有機FETや有機ELの形成に必要な有機薄膜を成長するために用います。構成は,

  • MBE室(油拡散ポンプ付,最高到達真空度1×10-8 Pa)1台
  • 試料導入及び蒸着室(ターボ分子ポンプ付き,最高到達真空度1×10-6 Pa)1台
  • クヌッセンセル(Kセル)3本
  • ロードロック式Kセル 1本
  • バルブドセル 1本(未装着)
  • RFスパッタ蒸着源 1本
  • 電子ビーム蒸着源 1本+3本
  • 反射高速電子線回折装置 1式
  • RFプラズマ源 1式(未装着)

などが付属しています。  

超高真空MBE・表面電子分光複合装置(通称「零号機」「初号機」

この装置では,化合物半導体及びフラーレン薄膜のMBE成長とin-situでの表面電子分光を行うことができます。構成は,

  • MBE室(ターボ分子ポンプ付,最高到達真空度1×10-8 Pa)1台
  • 電子分光室(ターボ分子ポンプ付,最高到達真空度1×10-8 Pa)1台
  • 試料導入室(ターボ分子ポンプ付き,最高到達真空度1×10-6 Pa)2台
  • クヌッセンセル(Kセル)2本
  • ロードロック式Kセル 2本
  • 反射高速電子線回折装置(MCP-RHEEDスクリーン付) 1式
  • 電子銃内蔵共軸円筒鏡型ダブルバス電子分光装置 1式
  • 紫外光電子分光用紫外線発生装置 1式
  • 傍熱/通電両対応試料加熱装置 1式
  • 試料冷却装置(液体窒素) 1式

などが付属しています。

角度分解光電子分光測定装置(有機薄膜成長チャンバー付)

この装置はVG Scientific社製の角度分解電子分光装置ADES400と,紫外光発生装置を組み合わせ,角度分解紫外光電子分光を測定するための装置です。現在加速電圧が最高3KVの電子銃も作製中で,オージェ電子分光や電子エネルギー損失分光の測定も可能になる予定です。有機薄膜試料作製チャンバーが連結しており,また試料導入室ではin-situで有機薄膜電界効果トランジスタの特性測定が可能です。下記の冷凍機を取り付けて冷却状態で電子分光測定ができるとうれしいのですが・・・。  

原子間力顕微鏡装置

この装置はセイコーインスツルメンツ社製の原子間力顕微鏡SPI-3800/SPA-300システムです。機能としては,

  • 原子間力像測定(接触/非接触両対応)
  • 摩擦力像測定
  • 液中,雰囲気制御下測定
  • 走査トンネル電子顕微鏡像測定
  • 導電性カンチレバーによる原子間力/電流同時測定,表面加工
  • ベクトルスキャンによる図形描画

などができます。走査用ピエゾは1μ,10μ,80μの3本があり用途に応じて使い分けます。

極低温冷凍機

約5Kまで冷却することのできる機械式冷凍機(ダイキン工業製)です。極低温での電気伝導特性,光物性の測定に用います。

酸化用電気炉

約1100℃まで加熱可能な2ゾーン管状電気炉に石英管を通し,その中に高純度かつ0.1μmフィルターを通した酸素ガスを送り込むことが出来ます。Siウエハーなどの表面酸化に使用します。写真手前の制御系はチノーの年代物のPID制御サイリスタ電源です。真ん中が管状炉です。奥にあるのがクリーンブースで,試料の出し入れの際に清浄雰囲気を保つようにしています。・・・2006年春に,年代物の制御系には引退していただきまして,やはりチノーのDB型温度調節器&ちょっと前のSSRに交換しました。写真はまたそのうち。

超純水製造装置

写真左にあるのがクリタ製のイオン交換樹脂塔,真ん中にあるのがミリポア製の超純水製造装置です。松野君ありがとう。もっと新しい水道水直結型もあります。

半導体試験用微少電流測定装置/電圧源 及びLCZメータ

有機FETの特性測定に用います。PC9801で制御していましたがそろそろダメになりそうなので,Windows2000+VisualBasicで測定プログラムを作りました。EasyGPIBはとても優れたソフトだと思います。微小電流測定と電圧源には米国Keithley社製の6517Aエレクトロメータと487ピコアンメータを使っています。さらに追加で6487ピコアンメータ/ソースを2台使った測定セットも作製しました。 液晶モニタの下に置いてあるのは米国Protek社製のLCZメータです。日本ではまだあまり知られていない会社だと思いますが,面白そうな計測器をかなりの廉価で出しています。

紫外〜近赤外分光器

これを使って反射分光装置を組み立て,陽極酸化や熱酸化で形成した酸化膜の膜厚測定に使用する予定です。光ファイバとビームスプリッタはありますがさて光源をどうしよう。安いハロゲンかクリプトン光源があればいいのですが・・・・でもって結局光源は自作しました。しかもUSB接続分光器を買ってしまったので,この装置は光源のモノクロメータとして使用することになりそうです。

Langmuir-Blodgett膜製造装置

フィンランドKSV社製(国内代理店アルテック社)のLB膜製造装置です。埃を嫌うのでクリーンブースに入れてあります。アモルファス誘電体基板の表面処理および有機半導体薄膜形成に使用しています。

(以下追って解説)

  • 陽極酸化用電圧/電流源など
  • USB接続小型ファイバマルチチャネル分光器
  • Xeランプ光源
  • 高速昇降温ランプ加熱炉
  • スピンコータ
  • 結晶研磨装置
  • UVオゾン処理装置
  • アルゴンイオンレーザー
  • 制御用パーソナルコンピュータ
    GP-IB制御の装置が多いのでずっとPC9801とN88-BASICを使ってきましたが,98もついに販売終了と言うことでそろそろWindowsに乗り換え中です。 TestPointという測定制御ソフト構築用プログラミングキットを持っているのですが,どうもこの手のプログラミングに慣れていないので,ExcelのVisualBasicでGP-IBとRS-232C制御が出来るEasyGPIB・EasyCommを使うことになるでしょう・・・といっていましたが,結局LabViewも導入します。 基本的に,自分で回路設計して制作した装置,あるいは既製品を集めて自分で組み立てた装置が多いです。