表面分析技術選書 走査プローブ顕微鏡／分光法 （第２版）

日本表面真空学会

丸善出版（2025/10発売）

• サイズ A5判／ページ数 216p／高さ 21cm
• 商品コード 9784621312018
• NDC分類 549.97
• Cコード C3342

出版社内容情報

走査プローブ顕微鏡（SPM）は、nmレベルに細く尖らせた探針（プローブ）を試料表面に沿って走査させ、試料表面からしみ出す物理量を計測することで、その形状や性質を観察する手法である。その空間分解能の高さから種々の材料科学研究に活用されてきた。近年のSPM関連技術の進展は目覚ましく、局所的な電気物性や磁性、力学情報に加え、Raman散乱や発光特性の取得、フェムト秒領域のダイナミクス計測、三次元像の可視化なども可能となっている。

本書は、こうした最新のSPM技術の全体像を、豊富な具体例を交えつつ体系的に整理。 “何が観えるのか”“それをどう理解し活用するのか”といった素朴で根本的な疑問にも答えた。本分野に新たに携わろうとする学生や技術者はもちろん、第一線でSPMを活用する研究者にとっても有用な一冊。


【目次】

１　走査プローブ顕微鏡（SPM）の原理と観える世界
1.1 SPMで観えるもの
1.2 SPMで観えてきたもの―走査プローブ分光法としての発展
1.2.1　トンネル電流測定の場合
1.2.2　力の測定の場合
1.2.3　光測定の場合
1.3　SPM装置の構成
1.4　SPMの分解能

２　SPMを使うための基礎知識
2.1　測定に必要な装置と環境
2.1.1　トンネル電流測定の場合
2.1.2　力の測定の場合
2.1.3　光測定の場合
2.2　探針：さらなる世界を観るための技術
2.2.1　より小さい世界を探る探針技術
2.2.2　光を増幅するための探針技術
2.3　高速化：時間分解能を高める技術
2.3.1　走査システムの高速化
2.3.2　光・電圧パルスと組み合わせた高速測定
2.4　計測の自動化で拓ける世界
2.4.1　セットアップの自動化
2.4.2　計測の自動化
2.4.3　データの自動解析・解釈―AIの活用に向けて
2.4.4　“自律化”に向けて
2.5　データ互換性を担保するISO国際規格の活用
2.5.1　プローブ顕微鏡に関連するISO国際規格
2.5.2　ISO国際規格の今後の展望
2.5.3　まとめ

３　SPM測定で観たいものと必要なこと
3.1　走査トンネル分光法で表面状態を観る
3.1.1　さまざまな分光法と測定技術
3.1.2　トンネル分光測定
3.1.3　まとめ・さらなる展開
3.2　高分子の特性を力で探る
3.2.1　柔らかいものを観るために必要な技術
3.2.2　正しい測定を行うために必要なこと
3.2.3　データを解析するために必要なこと
3.2.4　応用例
3.2.5　まとめ・さらなる展開
3.3　単一分子間の相互作用をはかる
3.3.1　単一分子レベルの力分光に必要な技術
3.3.2　試料準備の工夫
3.3.3　正しい測定を行うために必要なこと
3.3.4　データを解析するために必要なこと
3.3.5　応用例
3.3.6　まとめ・さらなる展開
3.4　細胞の特性を力で探る
3.4.1　細胞の力分光に必要な技術
3.4.2　試料準備の工夫
3.4.3　正しい測定を行うために必要なこと
3.4.4　データを解析するために必要なこと
3.4.5　応用例
3.4.6　まとめ・さらなる展開
3.5　固液界面の三次元構造を観る・探る
3.5.1　三次元計測の基本原理と必要な技術
3.5.2　水和構造計測
3.5.3　非水液体の界面構造計測
3.5.4　有機・生体システム計測
3.5.5　まとめ・さらなる展開
3.6　固液界面の化学反応を観る
3.6.1　固液界

内容説明

試料表面の形状や性質を原子レベルで観察できる走査プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）は、その空間分解能の高さから種々の材料科学研究に活用されてきた。近年のＳＰＭ関連技術の進展は目覚ましく、局所的な電子物性や磁性、力学情報などに加え、Ｒａｍａｎ散乱や発光特性の取得、フェムト秒領域のダイナミクス計測、三次元構造の可視化なども可能となっている。本書は、こうした最新のＳＰＭ技術の全体像を、豊富な具体例を交えつつ体系的に整理。“何が観えるのか”“それをどう理解し活用するのか”といった素朴で根本的な疑問にも答えた。本分野に新たに携わろうとする学生や技術者はもちろん、第一線でＳＰＭを活用する研究者にとっても有用な一冊。

目次

１　走査プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）の原理と観える世界（ＳＰＭで観えるもの；ＳＰＭで観えてきたもの―走査プローブ分光法としての発展；ＳＰＭ装置の構成；ＳＰＭの分解能）
２　ＳＰＭを使うための基礎知識（測定に必要な装置と環境；探針：さらなる世界を観るための技術；高速化：時間分解能を高める技術；計測の自動化で拓ける世界；データの互換性を担保するＩＳＯ国際規格の活用）
３　ＳＰＭ測定で観たいものと必要なこと（走査トンネル分光法で表面状態を観る；高分子の特性を力で探る；第一分子間の相互作用をはかる；細胞の特性を力で探る；固液界面の三次元構造を観る・探る；固液界面の化学反応を観る；単一分子レベルの光プローブ計測；生体分子の運動を高速ＡＦＭで可視化する；光励起ＳＴＭ／ＡＦＭで超高速ダイナミクスを追う；動作環境下での局所計測―オペランド計測）