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オペランド計測を可能とした走査型イオンコンダクタンス顕微鏡 UPDATE 新技術説明会

国内特許コード P210017810
整理番号 P19-015
掲載日 2021年7月9日
出願番号 特願2019-134048
公開番号 特開2021-018147
出願日 令和元年7月19日(2019.7.19)
公開日 令和3年2月15日(2021.2.15)
発明者
  • 高橋 康史
出願人
  • 国立大学法人金沢大学
発明の名称 オペランド計測を可能とした走査型イオンコンダクタンス顕微鏡 UPDATE 新技術説明会
発明の概要 【課題】試料の実動作環境下において試料表面の形状とイオンの濃度プロファイルの可視化を可能にしたオペランド計測型の走査型イオンコンダクタンス顕微鏡の提供を目的とする。
【解決手段】試料の電気化学的な動作条件を制御及び計測するためのポテンシオスタットと、試料表面の形状又は/及びイオン濃度プロファイルを計測するための走査型イオンコンダクタンス顕微鏡とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

リチウムイオン2次電池等に用いられる電池材料等の電気化学的材料の分野にあっては、材料の電池性能の向上や新規開発には材料表面における反応の可視化が重要となる。
本発明者は、これまで非特許文献1に示すように走査型電気化学顕微鏡(SECM)を発展させ、ナノピペットを走査型プローブ顕微鏡の探針に用い、イオン電流を利用してピペットの位置制御を行うことで、ナノスケールの神経細胞の形状イメージングと、局所的な神経伝達物質の放出を電流計測により捉えられることに成功している。
この走査型イオンコンダクタンス顕微鏡(SICM:scanning ion conductance microscope)は、これまで生細胞の形状測定等に主に利用されている。
しかし、二次電池材料等の電気化学的材料の分野にあっては、充放電等の実動作下での材料表面の電気化学的イメージングが必要であり、従来のSICMをそのまま利用することができない。

産業上の利用分野

本発明は、2次電池材料,太陽電池材料,光触媒等の電気化学的材料の解析等に適した実動作下での計測を可能にした走査型イオンコンダクタンス顕微鏡に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
試料の電気化学的な動作条件を制御及び計測するためのポテンシオスタットと、試料表面の形状又は/及びイオン濃度プロファイルを計測するための走査型イオンコンダクタンス顕微鏡とを備えたことを特徴とするオペランド計測を可能とした走査型コンダクタンス顕微鏡。

【請求項2】
前記走査型イオンコンダクタンス顕微鏡に有するプローブを試料表面に対して相対的に水平方向の走査を行うためのXY方向走査手段と、前記プローブと試料表面の距離である垂直方向を走査するためのZ方向走査手段を有し、
前記XY方向及びZ方向の走査手段のうち、いずれか1つ以上は粗動制御のための第1制御ステージと、精密制御のための第2制御ステージの2種以上の複数の制御ステージを有し、前記第1制御ステージと第2制御ステージとを連動して駆動させることで、精密駆動では達成できないような起伏を有する試料や、広範囲を高い精度で計測することを可能とした請求項1記載のオペランド計測を可能とした走査型コンダクタンス顕微鏡。

【請求項3】
前記XY方向及びZ方向の走査手段は除振装置を介して設けられていることを特徴とする請求項2記載のオペランド計測を可能とした走査型コンダクタンス顕微鏡。

【請求項4】
前記試料の計測に用いる電気化学セルは対極(CE)及び参照極(RE)と、少なくとも試料の実動作を計測する第1作用極(WE1)とプローブ側を計測する第2作用極(WE2)とを有し、前記WE1の電位とWE2の電位は相互に独立制御されていることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載のオペランド計測を可能とした走査型コンダクタンス顕微鏡。

【請求項5】
前記電気化学セルはグローブボックス内に配置し、大気非暴露での計測を可能とした請求項4記載のオペランド計測を可能とした走査型コンダクタンス顕微鏡。
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2019134048thum.jpg
出願権利状態 公開
参考情報 (研究プロジェクト等) 金沢大学高橋研究室
(有)金沢大学ティ・エル・オーは、金沢大学の研究者の出願特許を産業界へ技術移転することを主目的として、金沢大学の教官の出資により設立された技術移転機関です。
ご興味のある方は、下記「問合せ先」へ整理番号と共にご連絡願います。
なお、既に活用のお申し込み・お打合わせ等の段階に入っている場合もございますので、予めご承知おきください。


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