AFMの理解に向けた深層基礎講座 <br>基礎編全12回 - オックスフォード・インストゥルメンツ

講師紹介：山田啓文先生。京都大学名誉教授。公益財団法人京都技術科学センター副理事長。1982年京都大学理学研究科修了後、通商産業省工業技術院・計量研究所研究員、米国スタンフォード大学客員研究員を歴任。京都大学工学研究科にて助教授・教授を務め、原子間力顕微鏡法の装置開発と応用研究に長年携わる。

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AFMの理解に向けた深層基礎講座

基礎編：AFMの理解に向けた深層基礎講座全12回
続編：AFMの理解に向けた深層基礎講座全8回｜第1回今開催中！

講座概要

原子間力顕微鏡（AFM）は、1990年代初頭の実用化以来、学術分野から産業分野まで幅広く利用されています。近年では、段差・粗さ測定だけでなく、複合材料の弾性率や電子デバイスなど、その多様な機能を活かした応用が広がっています。

本講座では、現在AFMを使用中、または今後使用予定の研究者・技術者の皆様を対象に、京都大学名誉教授の山田啓文先生を講師にお迎えし、AFMを始めそこから派生してきた測定機能の原理の理解を深めるとともに最新機能や将来の可能性について学んでいただく内容となっています。

基礎編：AFMの理解に向けた深層基礎講座｜全12回

基礎原理・装置編

第①回 AFM確立までの軌跡

探針 - 試料間にはたらく力（相互作用力：ファンデルワールス力、化学力）
力の測定法：動作原理/測定構成要素(カンチレバー、変位測定系)

第②回 AFMの動作モード・特徴

動作範囲（接触／間欠接触／非接触法）
動作制御法（静的たわみ、検出方式(AM-AFM、FM-AFM）
動作範囲と制御法の関係 (各モードにおけるカンチレバー動作)

第③回測定雑音・感度・動作環境

AFMにおける測定雑音
▸雑音解析基礎、測定雑音要因
動作モードと感度
▸雑音の関係特性
▸AFMの各動作モードにおける感度
動作環境との関係

フォースカーブ・力学計測編

第④回フォースカーブ測定・応⽤

フォースカーブ測定の基礎、動作モードとの関係
２次元／３次元フォースマッピング計測とその応⽤
AFM測定の実際︓測定課題とその解決法

第⑦回 AFMによる力学計測（1）

AFM力学物性計測の基礎・応用
共振計測法による粘弾性測定の基礎・展開
接触モデルの基礎
AFM力学物性・粘弾性計測
さまざまな力学／機械計測。

第⑧回 AFMによる力学計測（2）

AFM力学物性計測の基礎・応用
共振計測法による粘弾性測定の基礎・展開
フォースカーブ法の基礎と2D／3Dマッピングへの展開

電気・電気機械計測編

第⑤回 AFMによる電気測定（1）

AFM機能物性測定の原理と応用
フォースカーブ測定法と動作モードの関係
静電気力に基づく表面電位測定の基礎
▸EFM、KFM／KpFM
さまざまな電気測定に基づくAFM技術
▸AFMP、SCM、SSRM

第⑥回 AFMによる電気測定（2）

電気力顕微鏡の課題
▸CL／OL EFM、KFM／KPFM
様々な電気計測に基づくAFM技術
▸AFMP、SCM、SSRM
AFM電気計測の新規展開

第⑨回 AFM電気機械特性の計測

AFMによる電気機械計測の基礎とその応用
フォースカーブ法の2DM／3Dマッピングへの展開
電気機械特性の基礎
各種圧電計測法とその応用

応用計測編

第⑩回液中観察・計測

液中AFM動作の基礎
液中動作における計測課題
測定系の最適化
▸高分解能観察への応用
▸フォースマッピング法の固液界面計測への応用

第⑪回ダイナミクス計測

ダイナミクス計測の背景・基礎
液中動作における計測課題
測定系の最適化
▸時間掃引法
▸時間分解測定法
▸高速撮像法
▸シングルショット計測

総括

第⑫回深層基礎一年のまとめ

気になる／引っかかる?
▸深いファンデルワールス力
▸やたら複雑なAM-AFM
▸いつも出てくる熱雑音
▸結局は接触と非接触の端境へ et cetera …
AFM技術の新規展開？

今開催中！続編：AFMの理解に向けた深層基礎講座全8回

第①回原子間力顕微鏡基礎 (1) – 背景とその動作基礎再び –

キーポイント：AFMの原点とその動作
フォーカス：原子間力／分子間力
- ファンデルワールス力とカシミール力
- 溶液中のファンデルワールス力 – Hamaker定数 –

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