中古 日本電子 Jeol イオンスライサー EM-09100 IS

イオンスライサーの仕組み

イオンスライサーは、主に透過型電子顕微鏡（TEM）や走査型電子顕微鏡（SEM）で観察・分析を行うための試料を作成する高精度な真空試料前処理装置です。その基本原動は「アルゴンイオンによるスパッタリング現象」に基づいています。

高真空に保持されたチャンバー内でアルゴンガスを放電・イオン化し、加速電圧をかけてイオンビームとして照射します。このビームが試料に衝突する際、原子レベルで試料表面を物理的に弾き飛ばすことで削り進めていきます。

イオンスライサーの特異な仕組みは、遮蔽板（マスク）と低角度でのイオンビーム照射の組み合わせにあります。試料の上に耐スパッタ性の高い遮蔽板を設置し、その端部から僅かに突出した部分に対して、数度という非常に浅い角度でイオンビームを照射します。さらに試料をスイング（揺動）させながらビームを当てることで、遮蔽板の縁に沿って極めて平坦で、広範囲な断面および低損傷の薄膜を作り出すことができます。

主な特徴

イオンスライサーは、従来のダイヤモンドナイフによる切削や機械研磨といった前処理手法と比較して、以下のような優れた特徴を持っています。

• 低物理ダメージおよび低熱影響
• 非接触で原子単位で削り取るため、機械研磨のような物理的応力がかかりません。これにより、研磨傷、結晶構造の歪み、層間の剥離、塑性変形が発生しません。また、低エネルギーのビームを使用することで局所的な熱の発生を抑え、熱に弱い高分子材料などの変質を防ぎます。

• 異種複合材料の同時平坦化処理
• 硬度が大きく異なる材料が混在する複合材料（例：金属と樹脂、硬質セラミックスと軟質金属など）の断面作製において、機械研磨では硬度差による段差（ダレ）が生じやすくなります。イオンスライサーは低角照射技術により、硬度差の影響をほとんど受けずに平坦な断面を得ることができます。

• 非水・非溶媒のドライプロセス
• 研磨剤、水、有機溶媒を一切使用しない完全なドライプロセスです。このため、水分や溶媒と反応して変質・溶解してしまう材料の試料作製に最適です。

• 高再現性と広範囲な薄膜化
• TEM観察に必要な数百ナノメートル以下の極薄膜を、数ミリメートル四方の広い領域にわたって均一に作成できます。作業者の熟練度に依存せず、常に再現性の高い高品質な試料が得られます。

主な用途

イオンスライサーは、先端技術の研究開発から製品の品質管理、不具合原因の解析（故障解析）に至るまで、多様な産業分野で利用されています。

• 半導体・電子部品分野
• 多層膜構造を持つ半導体デバイス、シリコンウェハの積層構造、積層セラミックコンデンサ（MLCC）などの断面観察試料の作製に使われます。各層の膜厚測定や異種材料の界面状態、微小な欠陥の精密な評価に貢献しています。

• 電池・エネルギー材料分野
• リチウムイオン二次電池や全固体電池の正極・負極電極、セパレータの断面観察に広く導入されています。大気や水分に極めて敏感な電池材料の微細構造を破壊することなく作製できるため、充放電による劣化メカニズムの解明に不可欠です。

• 高分子・化学材料分野
• フィルム、ゴム、プラスチック、複合樹脂などの高分子材料は、機械研磨の熱や応力で容易に変形します。イオンスライサーを用いることで、フィルムの多層構造や複合材料中のフィラー分散状態を原形を保ったまま観察できます。

• 金属・セラミックス分野
• 金属材料の結晶粒界の観察、コーティング膜の剥離解析、構造用セラミックスの微細構造の分析に使用されます。応力で結晶構造が変化しやすい金属材料でも、本来の組織を維持したまま観察試料を作成可能です。