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透過型電子顕微鏡(TEM)
JEM-2100F (JEOL社) + JED-2300T(JEOL社) + CCDカメラ (Gatan社) + CMOSカメラ (Gatan社)

透過型電子顕微鏡(TEM)

透過電子顕微鏡(Transmission Electron Microscopy)は、試料に電子線をあて、透過してきた電子の情報から、物質の微小な組織や構造を観察する装置である。ナノメートルスケールの分解能を持つため、物質を構成する原子レベルでの議論が可能となる。また電子回折図形も同時に観察できるため、相同定や方位決定にも有効である。転位(dislocation)や積層欠陥(stacking fault)、反位相構造(anti-phase domain structure)などTEMで得られる情報は枚挙に暇がない。

本JEM-2100Fの最大の特長は、受光面積が100mm^2と非常に大きいエネルギー分散X線分光装置(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy(EDS):JET-2300T) を装備していることである。これにより"B, C, N, O"などの軽元素から分析が可能であり、さらに短時間での組成マッピングの取得が可能となる。本装置には、さらにTEMトモグラフィー機構もついている。

こちらの資料も併せてご覧下さい。

本TEMは共同利用を推進しております。見学・使用を希望される方はご連絡ください。

集束イオンビーム加工装置(FIB)
Helios NanoLab G3 CX (日本FEI社/Thermo Fisher Scientific社) + EDS (EDAX社) + EBSD (Oxford社) + CL (Gatan社)

集束イオンビーム加工装置(Helios)

集束イオンビーム加工装置(Focused Ion Beam: FIB)Transmission Electron Microscopy)は、ガリウム(Ga)イオンを集束させたイオンビームを当てることにより、試料表面の原子をはじきとばし試料を削ることができる。さらに、AuやCを蒸着をさせることも可能。FIBは数100nmから数nmまで絞ることができるので、TEM観察用の試料を作製するために用いる。 本装置では、電子銃もついているため、SIM(Scanning Ion Microscope:走査イオン顕微鏡)像だけでなく電子顕微鏡像も取得できる。

また試料表面から放出される特性X線を検出するエネルギー分散型X線分光装置(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy: EDX) が装備されており、試料に含まれる元素を、定性、定量することができる。断面からの組成分析なども可能である。

さらに本装置には後方散乱電子回折(Back Scatter Electron Diffraction: EBSD)現象を利用して結晶の相と方位を解析するOxford社のCHANNEL5が装備されている。この装置によって結晶の相や方位をサブミクロンスケールで得ることが出来る。また、透過EBSD(t-EBSD, TKD)も可能である。

さらに本装置にはカソードルミネッセンス(Cathode Luminescence: CL)検出器や液体窒素温度まで冷却が可能な冷却ステージが装備されている。

集束イオンビーム加工装置(FIB)
Quanta 200 3DS(日本FEI社/Thermo Fisher Scientific社) +EDS (Oxford社) + EBSD (Oxford社)

集束イオンビーム加工装置(Quanta)

集束イオンビーム加工装置(Focused Ion Beam: FIB)Transmission Electron Microscopy)は、ガリウム(Ga)イオンを集束させたイオンビームを当てることにより、試料表面の原子をはじきとばし試料を削ることができる。さらに、AuやCを蒸着をさせることも可能。FIBは数100nmから数nmまで絞ることができるので、TEM観察用の試料を作製するために用いる。 本Quanta 200 3DSでは、電子銃もついているため、SIM(Scanning Ion Microscope:走査イオン顕微鏡)像だけでなく電子顕微鏡像も取得できる。

また試料表面から放出される特性X線を検出するエネルギー分散型X線分光装置(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy: EDX, Inca) が装備されており、試料に含まれる元素を、定性、定量することができる。断面からの組成分析なども可能である。

さらに本電子顕微鏡には後方散乱電子回折(Back Scatter Electron Diffraction: EBSD)現象を利用して結晶の相と方位を解析するOxford社のCHANNEL5が装備されている。この装置によって結晶の相や方位をサブミクロンスケールで得ることが出来る。

こちらの資料も併せてご覧下さい。

本FIB装置は共同利用を推進しております。見学・使用を希望される方はご連絡ください。

電界放出型-走査型電子顕微鏡(FE-SEM)
JEOL 7001F (本体) + EDS (Oxford社),LV mode, スローリーク

電界放出型-走査型電子顕微鏡(FE-SEM)

試料に電子線が入射すると様々な放射線を発生する。SEM は電子銃で発生した電子線を細く絞り、偏向コイルの磁界により偏向して試料表面を走査する。このとき試料表面から放出される放射線を検出器で光に変換し、増幅してCRTに映し出す。電子線の走査とCRTの走査を同期させることによって拡大像を得ることができる。

試料の凹凸状態を調べる2次電子検出器と、試料の平均原子番号を調べる反射電子検出器が装備されている。

受光面積が150mm^2と非常に大きいエネルギー分散X線分光装置(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy: EDX, Inca) が装備されており、高速に試料に含まれる元素を、定性、定量することができる。

電子線マイクロアナライザ(EPMA)
JEOL JXA-8105 + WDX 5ch (電子プローブマイクロアナライザー 波長分散X線分光装置) + CL(電子線蛍光)検出器

電子線マイクロアナライザ(EPMA)

JXA-8105には上で述べた2次電子検出器、反射電子検出器が装備されているほか、波長分散型X線分光装置(wavelength-dispersive X-ray spectrometry: WDX)とカソードルミネッセンス(Cathode Luminescence: CL)検出器が装備されている。

カソードルミネッセンスとは加速された電子線の衝撃により物質中の電子が基底状態から励起状態に遷移し、ふたたび基底状態にもどるときに光を放出する現象、あるいはその際に放出される光をいう。鉱物では特定の不純物により発光が生じる場合が多いが、結晶中の欠陥を由来とする発光も観察されており、発光原因そのものの特定は困難な場合もある。

しかしカソードルミネッセンス像は非常に僅かな不純物濃度に対して敏感であるため、2次電子、反射電子、あるいは元素マップによる像では識別できない成長累帯構造(=等時間成長層)の存在を確認できる場合がある。

粉末X線回折装置(XRD)
RIGAKU SmartLab

粉末X線回折装置(XRD)

粉末X線回折装置は未知試料の同定、格子定数の精密化、構造解析など広い目的で使われ、鉱物学だけでなく広い分野で応用されている。 粉末(~10μm)にした試料に単色X線を照射して得られる回折波をシンチレーションカウンタを用いて測定する。ピーク位置と角度から面間隔を知ることができる。

示差熱熱重量同時測定装置(TG-DTA)

示差熱熱重量同時測定装置(TG-DTA)

 

常圧電気炉(マッフル炉・ボックス炉)
光洋サーモシステム KBF314N1; 中外プロックス LHT/17; ヤマト科学 KDF-S70/P70

常圧電気炉(マッフル炉・ボックス炉)

鉱物の合成や加熱実験を行うために、最高使用温度 1700℃ 常用使用温度範囲 800~1600℃ の常圧電気炉を2台(光洋サーモシステム KBF314N1; 中外プロックス LHT/17)備えている。 さらに最高使用温度 1100℃ 常用使用温度範囲 100~1000℃ の常圧電気炉を2台(ヤマト科学 KDF-S70/P70)備えている。

シリコニット電気炉
siliconit

シリコニット電気炉

鉱物の合成や加熱実験を行うためにシリコニット電気炉を備えている。

顕微フーリエ変換赤外(FT/IR)分光システム
JASCO MFT-680 + IRT-30

顕微フーリエ変換赤外(FT/IR)分光システム

赤外光(λ=2.5-25μm) のエネルギー領域は、分子振動や格子振動の遷移エネルギー領域に相当し、物質を透過・反射した光からは、それらの振動エネルギーに対応した赤外線吸収スペクトルが測定される。そのため、赤外線吸収スペクトルは、化学結合の種類、存在量、分子の存在状態を敏感に反映しており、地質学の分野では赤外分光法は流体包有物の定性分析や鉱物種の同定などに広く利用されている。

鉱物学講座では、フーリエ変換型赤外分光光度計に光学顕微鏡を組み込んだ顕微フーリエ変換赤外分光システムを導入しており、粉末試料だけでなく、薄片試料を用いて微小領域から赤外吸収スペクトルを測定することも可能である。

計算シュミレーション用PC(十数台)

計算シュミレーション用PC(十数台)

コンピュータの演算能力は秒進分歩の様相を呈し、数年前のスーパーコンピュータ並の性能が比較的廉価で手に入るようになった。

鉱物講座ではシュミレーション用の最新PC十数台ほか、共有PC,大型フラットベットスキャナ、フィルムスキャナ、大型プリンタ(モノクロ・カラーレーザーなど)を備え、ネットワークによる効率的な運用を心がけている。

分子間力顕微鏡(AFM)
Digital Instruments (Veeco) Nanoscope E Atomic Force Microscope

分子間力顕微鏡(AFM)

原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope; AFM)は、先端の鋭い探針(カンチレバー)を、試料表面をなぞるまたは試料表面と一定の間隔を保って移動させ、その時のカンチレバーの上下方向への変位を計測し、探針の変位が常に一定になるように試料を位置を上下させる。この電気信号を読み取ることにより試料表面の表面状態を知ることができる。

そのほか

真空加熱炉、光学顕微鏡、クリーンブース、ドラフト、CT解析用PC、熱力学計算用PC