SPMとは

SPM（走査型プローブ顕微鏡）とは、先端が先鋭化されたプローブを走査して表面構造を観察する顕微鏡の総称です。検出方式の違いにより、STM（走査型トンネル顕微鏡）とAFM（原子間力顕微鏡）などが含まれます。SPMは、試料の表面に触れる物理的なプローブを使って表面の画像を形成し、表面を走査してデータを収集し、通常はデータポイントの2次元グリッドとして得られ、コンピュータ画像として表示されます。最初のSPMは、1982年にGerd BinnigとHeinrich RohrerによってチューリッヒのIBM研究所で開発された走査型トンネル顕微鏡(STM)であった。これは、原子レベルの分解能を持つと認められた最初の技術でした。

STMは、顕微鏡の走査先端と試料との間に電流を流して試料表面を画像化します。残念ながら、これは試料の表面が導電性または半導電性でなければならないことを意味し、研究できる材料が制限されます。これらの制限やその他の理由により、最初の原子間力顕微鏡（AFM）が発明されました。

ほとんどのSPMと同様に、AFMは非常に鋭利なチップを使用して表面の形態を探り、マッピングします。しかし、AFMでは、サンプルが導電性である必要はなく、画像を生成するためにチップとサンプル間の電流を測定する必要もありません。AFMでは、バネ定数の低い微細加工されたカンチレバーの先端にチップ（プローブ）を設置し、チップがサンプルに押し付けられる際のチップとサンプルの力を測定します（連続的または断続的に）。チップとサンプル表面の間の力により、チップがサンプル上をスキャンされる際にカンチレバーが曲がったり、たわみが生じたりします。カンチレバーのたわみが測定され、測定値から表面形状のマップが生成されます。

SPMの進化により、科学者やエンジニアは、厳密なサンプルの前処理を行わなくても、これまでにない分解能で構造や詳細を見ることができるようになりました。技術的な進歩と洗練された技術の開発により、SPM、特にAFMの能力は、材料や生命科学の幅広い研究分野で大幅に拡張されました。ブルカー社はAFM設計の世界的リーダーであり、最先端の原子間力顕微鏡と技術を製造しています。ブルカー社独自のPeakForce Tapping®技術により、ブルカー社のAFMはナノスケールのトポグラフィー測定、ナノメカニカル、ナノエレクトロニクス、ナノスケールの化学的マッピングなど、幅広い応用能力を備えています。