JP2000338017A - 走査電子顕微鏡観察用試料の前処理装置及び前処理方法 - Google Patents
走査電子顕微鏡観察用試料の前処理装置及び前処理方法Info
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- JP2000338017A JP2000338017A JP11148536A JP14853699A JP2000338017A JP 2000338017 A JP2000338017 A JP 2000338017A JP 11148536 A JP11148536 A JP 11148536A JP 14853699 A JP14853699 A JP 14853699A JP 2000338017 A JP2000338017 A JP 2000338017A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 試料表面に導電性ペーストを塗布する際に、
試料の一部またはすべてが非導電性である試料のチャー
ジアップや汚染を防ぎ、良好な電子顕微鏡像が得られる
ための処理機能を有した前処理装置、ならびに前処理方
法を提供する。 【解決手段】 試料上の任意の箇所に導電性物質を含む
微量の液滴を付与する手段と、付与位置を観察、特定す
るための光学顕微鏡と、試料と液滴付与手段および光学
顕微鏡の相対位置を変位させるための移動手段。ならび
に試料上の任意の箇所に液滴付与手段を用いて導電性微
粒子を含む分散液の液滴を付与した後溶媒を蒸発させる
ことにより、微粒子からなる導電性薄膜を任意の形状で
形成する試料の前処理方法。
試料の一部またはすべてが非導電性である試料のチャー
ジアップや汚染を防ぎ、良好な電子顕微鏡像が得られる
ための処理機能を有した前処理装置、ならびに前処理方
法を提供する。 【解決手段】 試料上の任意の箇所に導電性物質を含む
微量の液滴を付与する手段と、付与位置を観察、特定す
るための光学顕微鏡と、試料と液滴付与手段および光学
顕微鏡の相対位置を変位させるための移動手段。ならび
に試料上の任意の箇所に液滴付与手段を用いて導電性微
粒子を含む分散液の液滴を付与した後溶媒を蒸発させる
ことにより、微粒子からなる導電性薄膜を任意の形状で
形成する試料の前処理方法。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、走査電子顕微鏡観
察用試料の前処理装置ならびに前処理方法に関する。
察用試料の前処理装置ならびに前処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に走査電子顕微鏡で試料形態の観察
を行なう場合、試料が導電性であれば特に前処理をせず
に観察することが可能である。一方、試料の一部あるい
はすべてが非導電性(抵抗率としておよそ109Ω・cm以
上)である場合には、電子線の照射箇所とアースが接続
されないために試料に電荷が蓄積する、いわゆるチャー
ジアップが起こり、電子線の軌道や像が乱れて正常な観
察が困難になることがある。このような際には、従来よ
り低加速電圧で観察を行なったり、試料表面に金属ある
いはカーボンを蒸着し、さらに導電性ペーストを塗布す
る等によりチャージアップを防ぐ方法が採られてきた。
を行なう場合、試料が導電性であれば特に前処理をせず
に観察することが可能である。一方、試料の一部あるい
はすべてが非導電性(抵抗率としておよそ109Ω・cm以
上)である場合には、電子線の照射箇所とアースが接続
されないために試料に電荷が蓄積する、いわゆるチャー
ジアップが起こり、電子線の軌道や像が乱れて正常な観
察が困難になることがある。このような際には、従来よ
り低加速電圧で観察を行なったり、試料表面に金属ある
いはカーボンを蒸着し、さらに導電性ペーストを塗布す
る等によりチャージアップを防ぐ方法が採られてきた。
【0003】しかしながら、低加速電圧観察には分解能
が低い、ビームが不安定、コンタミの影響が出やすい等
の問題がある。
が低い、ビームが不安定、コンタミの影響が出やすい等
の問題がある。
【0004】一方、試料表面への導電性物質の蒸着もす
べての場合に適用できるとは限らず、以下に示したよう
に、観察目的や試料形状によっては望ましい処理とは言
えないことがある。 ・微粒子や試料表面の微細な形状の観察を目的とし、導
電性物質の蒸着粒子により試料表面が覆われることでこ
れらの観察に支障が生じる場合。 ・EDX等による元素分析も合わせて測定する場合など
で、試料以外の元素の混入が望ましくない場合。 ・蒸着時に発生する輻射熱により、試料がダメージを受
けるおそれがある場合。 これらの場合、導電性ペーストのみを用いて試料の導電
性を確保することが必要となる。例えば試料の導電部間
をペーストで接続したり、観察箇所が非導電性の場合は
そのごく近傍までペーストを塗布することにより、チャ
ージアップを抑制している。
べての場合に適用できるとは限らず、以下に示したよう
に、観察目的や試料形状によっては望ましい処理とは言
えないことがある。 ・微粒子や試料表面の微細な形状の観察を目的とし、導
電性物質の蒸着粒子により試料表面が覆われることでこ
れらの観察に支障が生じる場合。 ・EDX等による元素分析も合わせて測定する場合など
で、試料以外の元素の混入が望ましくない場合。 ・蒸着時に発生する輻射熱により、試料がダメージを受
けるおそれがある場合。 これらの場合、導電性ペーストのみを用いて試料の導電
性を確保することが必要となる。例えば試料の導電部間
をペーストで接続したり、観察箇所が非導電性の場合は
そのごく近傍までペーストを塗布することにより、チャ
ージアップを抑制している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら試料表面
に導電性ペーストを塗布する場合、現状では塗布位置や
量を厳密に制御することは難しく、例えば数mm角以下
の小さな試料や、観察箇所が微小領域に特定されている
試料等では観察箇所をペーストで汚染することなく、そ
のごく近傍にペーストを塗布することが困難なことがあ
る。さらに、ペーストを多量に塗布すると、試料表面や
電子顕微鏡の試料室内部を汚染するおそれがあり、望ま
しいことではない。
に導電性ペーストを塗布する場合、現状では塗布位置や
量を厳密に制御することは難しく、例えば数mm角以下
の小さな試料や、観察箇所が微小領域に特定されている
試料等では観察箇所をペーストで汚染することなく、そ
のごく近傍にペーストを塗布することが困難なことがあ
る。さらに、ペーストを多量に塗布すると、試料表面や
電子顕微鏡の試料室内部を汚染するおそれがあり、望ま
しいことではない。
【0006】そこで本発明の目的は、上記のような従来
法の課題を解決し、試料の一部またはすべてが非導電性
である試料のチャージアップや汚染を防ぎ、良好な電子
顕微鏡像が得られるための処理機能を有した前処理装
置、ならびに前処理方法を提供することにある。
法の課題を解決し、試料の一部またはすべてが非導電性
である試料のチャージアップや汚染を防ぎ、良好な電子
顕微鏡像が得られるための処理機能を有した前処理装
置、ならびに前処理方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明はこの目的を達成
するために以下の特徴を有する。
するために以下の特徴を有する。
【0008】すなわち第1の発明は、走査電子顕微鏡察
用の試料の一部に導電性薄膜を形成するための前処理装
置であって、該試料の表面の任意の箇所に導電性物質を
含む液滴を付与する液滴付与手段と、該液滴の付与位置
を観察、特定するための光学顕微鏡と、該試料と該液滴
付与手段の相対位置を変位させるための位置変位手段と
を装備することを特徴とするものである。
用の試料の一部に導電性薄膜を形成するための前処理装
置であって、該試料の表面の任意の箇所に導電性物質を
含む液滴を付与する液滴付与手段と、該液滴の付与位置
を観察、特定するための光学顕微鏡と、該試料と該液滴
付与手段の相対位置を変位させるための位置変位手段と
を装備することを特徴とするものである。
【0009】第2の発明は、第1の発明の装置を用いた
具体的処理方法、すなわち、走査電子顕微鏡を用いて試
料の観察を行なうにあたり、試料上の任意の箇所に液滴
付与手段を用いて導電性微粒子を含む分散液の液滴を付
与した後乾燥することにより、微粒子からなる導電性薄
膜を任意の形状で形成することを特徴とする試料の前処
理方法に関するものである。
具体的処理方法、すなわち、走査電子顕微鏡を用いて試
料の観察を行なうにあたり、試料上の任意の箇所に液滴
付与手段を用いて導電性微粒子を含む分散液の液滴を付
与した後乾燥することにより、微粒子からなる導電性薄
膜を任意の形状で形成することを特徴とする試料の前処
理方法に関するものである。
【0010】液滴の付与手段としてはインクジェット方
式のものが好ましい。また液滴は、導電性微粒子の分散
液、例えばグラファイトあるいは金属からなる微粒子の
分散液からなるものが好ましい。また、液滴付与を光学
顕微鏡による付与位置の観察と同時に行なう機能を持つ
ことが好ましい。
式のものが好ましい。また液滴は、導電性微粒子の分散
液、例えばグラファイトあるいは金属からなる微粒子の
分散液からなるものが好ましい。また、液滴付与を光学
顕微鏡による付与位置の観察と同時に行なう機能を持つ
ことが好ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明をより詳細に説明す
る。
る。
【0012】図1は本発明の1実施形態に係る前処理装
置の構成を示す図である。
置の構成を示す図である。
【0013】この装置は、ステージ1上に置かれた電子
顕微鏡観察用試料2の任意の位置に液滴3を付与するた
めの液滴付与手段4と、付与位置を観察、特定するため
の光学顕微鏡5と、試料と液滴付与手段及び光学顕微鏡
との相対位置を変位させるために液滴付与手段及び光学
顕微鏡を移動する手段6等を装備している。図1(a)の
ように光学顕微鏡5で付与位置が特定されると、移動手
段6が作動して液滴付与手段4が付与位置の真上に移動
し、図1(b)のように導電性物質を含む液滴3を試料に
付与する。液滴の吐出量や吐出タイミングの制御は制御
装置7によって行なわれる。付与された液滴は、溶媒の
蒸発により導電性薄膜となり、処理は終了する。
顕微鏡観察用試料2の任意の位置に液滴3を付与するた
めの液滴付与手段4と、付与位置を観察、特定するため
の光学顕微鏡5と、試料と液滴付与手段及び光学顕微鏡
との相対位置を変位させるために液滴付与手段及び光学
顕微鏡を移動する手段6等を装備している。図1(a)の
ように光学顕微鏡5で付与位置が特定されると、移動手
段6が作動して液滴付与手段4が付与位置の真上に移動
し、図1(b)のように導電性物質を含む液滴3を試料に
付与する。液滴の吐出量や吐出タイミングの制御は制御
装置7によって行なわれる。付与された液滴は、溶媒の
蒸発により導電性薄膜となり、処理は終了する。
【0014】図2は、別の形態に係る前処理装置を示
す。この場合、光学顕微鏡の光軸と液滴付与手段が付与
する液滴の弾道とが一致する構成になっており、したが
って光学顕微鏡で観察して液滴を付与する箇所を定め、
そのまま光学顕微鏡を移動させることなく、その部位に
液滴を付与することが可能である。光学顕微鏡の光路1
4は図2において破線で示している。図2において、発
光手段12より直線偏光を射出し、射出された光はビー
ムスプリッター13及び1/4λ板8を透過し、凹面ミ
ラー9で反射し、そして試料2に入射する。試料2で反
射した光は戻り光となり、凹面ミラー9、1/4λ板8
を経た時点で1/4λ板を2回通過することになり、発
光手段12を射出した時に比べ、90°回転した直線偏
光となっている。したがって1/4λ板8を通過した戻
り光は、ビームスプリッター13で90°進路を曲げら
れ、受光手段に入射する。上記光学顕微鏡で位置決めを
行なった後、液滴付与手段4の吐出ノズル11から導電
性物質を含む液滴3を付与する。吐出量や吐出タイミン
グの制御は制御装置7によって行なわれる。付与された
液滴は、溶媒の乾燥により導電性薄膜となり、処理は終
了する。
す。この場合、光学顕微鏡の光軸と液滴付与手段が付与
する液滴の弾道とが一致する構成になっており、したが
って光学顕微鏡で観察して液滴を付与する箇所を定め、
そのまま光学顕微鏡を移動させることなく、その部位に
液滴を付与することが可能である。光学顕微鏡の光路1
4は図2において破線で示している。図2において、発
光手段12より直線偏光を射出し、射出された光はビー
ムスプリッター13及び1/4λ板8を透過し、凹面ミ
ラー9で反射し、そして試料2に入射する。試料2で反
射した光は戻り光となり、凹面ミラー9、1/4λ板8
を経た時点で1/4λ板を2回通過することになり、発
光手段12を射出した時に比べ、90°回転した直線偏
光となっている。したがって1/4λ板8を通過した戻
り光は、ビームスプリッター13で90°進路を曲げら
れ、受光手段に入射する。上記光学顕微鏡で位置決めを
行なった後、液滴付与手段4の吐出ノズル11から導電
性物質を含む液滴3を付与する。吐出量や吐出タイミン
グの制御は制御装置7によって行なわれる。付与された
液滴は、溶媒の乾燥により導電性薄膜となり、処理は終
了する。
【0015】さらに図3は、別の形態に係る前処理装置
を示す。この場合、液滴付与手段及び光学顕微鏡の構成
は図2と同様であるが、ステージ1と、液滴付与手段4
及び光学顕微鏡との相対移動は、ステージ1の駆動手段
15により行なう。
を示す。この場合、液滴付与手段及び光学顕微鏡の構成
は図2と同様であるが、ステージ1と、液滴付与手段4
及び光学顕微鏡との相対移動は、ステージ1の駆動手段
15により行なう。
【0016】以上図1〜図3に示された各実施形態にお
いては、それぞれ、液滴付与位置を観察しながら同時に
液滴付与を行なうことが可能である。なお、位置決めと
液滴付与を1回毎繰り返し行なう以外に、予め複数の付
与箇所を制御装置に入力し、その後入力結果に基づいて
移動手段及び液滴付与手段が駆動し、自動的に処理を行
なうこともできる。これによって、試料上の任意の箇所
に任意のパターンで容易に導電性薄膜を形成することが
できる。
いては、それぞれ、液滴付与位置を観察しながら同時に
液滴付与を行なうことが可能である。なお、位置決めと
液滴付与を1回毎繰り返し行なう以外に、予め複数の付
与箇所を制御装置に入力し、その後入力結果に基づいて
移動手段及び液滴付与手段が駆動し、自動的に処理を行
なうこともできる。これによって、試料上の任意の箇所
に任意のパターンで容易に導電性薄膜を形成することが
できる。
【0017】本発明において、前記液滴の付与手段は微
小量(およそ十数ngから数十ng程度)の範囲の液滴を容易
に形成できるインクジェット方式のものが好ましい。イ
ンクジェット方式には、圧電素子を用いたピエゾジェッ
ト方式のもの、熱エネルギーによって液内に気泡を生じ
させてその液体を液滴として吐出するバブルジェット方
式のもの等が挙げられる。
小量(およそ十数ngから数十ng程度)の範囲の液滴を容易
に形成できるインクジェット方式のものが好ましい。イ
ンクジェット方式には、圧電素子を用いたピエゾジェッ
ト方式のもの、熱エネルギーによって液内に気泡を生じ
させてその液体を液滴として吐出するバブルジェット方
式のもの等が挙げられる。
【0018】また、本発明において付与液は、導電性微
粒子の分散液を用いる。導電性微粒子材料としては主に
グラファイトやPt、Au、Ag、Al、Pd、Ir、Rh、N
i、Co、Sn、Cr、In等の金属微粒子が好ましく用いら
れ、その他金属化合物、表面に導電性物質をコーティン
グした微粒子等も用いることができ、必要に応じて2種
以上を混合して用いることもできる。これらのなかでは
グラファイト、Au、Ag、Pdが好ましい。微粒子の粒
径は、分散安定の観点からは1μm以下であればよい
が、インクジェット装置のノズルの目詰まりを防止する
ためには、0.5μm以下がより好ましい。これらの微
粒子の添加量は、分散液全体の3〜20wt%の範囲に
あることが好ましい。
粒子の分散液を用いる。導電性微粒子材料としては主に
グラファイトやPt、Au、Ag、Al、Pd、Ir、Rh、N
i、Co、Sn、Cr、In等の金属微粒子が好ましく用いら
れ、その他金属化合物、表面に導電性物質をコーティン
グした微粒子等も用いることができ、必要に応じて2種
以上を混合して用いることもできる。これらのなかでは
グラファイト、Au、Ag、Pdが好ましい。微粒子の粒
径は、分散安定の観点からは1μm以下であればよい
が、インクジェット装置のノズルの目詰まりを防止する
ためには、0.5μm以下がより好ましい。これらの微
粒子の添加量は、分散液全体の3〜20wt%の範囲に
あることが好ましい。
【0019】本発明において使用される導電性微粒子
は、市販されているものをそのまま使用することもでき
るが、金属微粒子においては公知の方法、例えば上記金
属の塩を化学還元して製造することも可能である。化学
還元法により、金属微粒子を生成する場合、用いられる
金属塩としては、例えば塩化第一白金、塩化第一白金ア
ンモニウム、塩化第一金、塩化第二金、硝酸銀、塩化
銀、酢酸パラジウム、塩化パラジウム、三塩化イリジウ
ム、酢酸ロジウム、三塩化ロジウム、酢酸ニッケル、酢
酸コバルト、塩化第一錫、酢酸第二クロム、硝酸インジ
ウムなどが挙げられる。これらのなかでは塩化第一金、
酢酸パラジウム、硝酸銀が好ましい。また上記金属塩の
還元剤としては、水素化ナトリウム、水素化リチウム、
水素化ホウ素カリウム、蟻酸、シュウ酸等を使用するこ
とができる。これらのなかでは水素化ホウ素カリウムが
好ましい。
は、市販されているものをそのまま使用することもでき
るが、金属微粒子においては公知の方法、例えば上記金
属の塩を化学還元して製造することも可能である。化学
還元法により、金属微粒子を生成する場合、用いられる
金属塩としては、例えば塩化第一白金、塩化第一白金ア
ンモニウム、塩化第一金、塩化第二金、硝酸銀、塩化
銀、酢酸パラジウム、塩化パラジウム、三塩化イリジウ
ム、酢酸ロジウム、三塩化ロジウム、酢酸ニッケル、酢
酸コバルト、塩化第一錫、酢酸第二クロム、硝酸インジ
ウムなどが挙げられる。これらのなかでは塩化第一金、
酢酸パラジウム、硝酸銀が好ましい。また上記金属塩の
還元剤としては、水素化ナトリウム、水素化リチウム、
水素化ホウ素カリウム、蟻酸、シュウ酸等を使用するこ
とができる。これらのなかでは水素化ホウ素カリウムが
好ましい。
【0020】導電性微粒子を分散する溶媒としては、水
を主成分とする水性溶媒が好ましく用いられ、その他に
水溶性有機溶剤、界面活性剤等を添加することが可能で
ある。添加剤を加える目的は微粒子の分散性の向上、液
の粘度調整、吐出安定性の向上、濡れ性向上等である。
水と混合して使用される水溶性有機溶剤としては、例え
ばメチルアルコール、エチルアルコール、n-プロピルア
ルコール、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコー
ル等の炭素数1〜4のアルキルアルコール類、ジメチル
ホルムアミド等のアミド類、アセトン等のケトン類、ポ
リエチレングリコール等のポリアルキレングリコール
類、ジオキサン等のエーテル類、エチレングリコール、
プロピレングリコール、トリエチレングリコール等のア
ルキレングリコール類等が挙げられ、必要に応じて2種
以上を混合して用いることができる。これらのなかでは
エタノール、イソプロピルアルコール、ジエチレングリ
コールが好ましい。
を主成分とする水性溶媒が好ましく用いられ、その他に
水溶性有機溶剤、界面活性剤等を添加することが可能で
ある。添加剤を加える目的は微粒子の分散性の向上、液
の粘度調整、吐出安定性の向上、濡れ性向上等である。
水と混合して使用される水溶性有機溶剤としては、例え
ばメチルアルコール、エチルアルコール、n-プロピルア
ルコール、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコー
ル等の炭素数1〜4のアルキルアルコール類、ジメチル
ホルムアミド等のアミド類、アセトン等のケトン類、ポ
リエチレングリコール等のポリアルキレングリコール
類、ジオキサン等のエーテル類、エチレングリコール、
プロピレングリコール、トリエチレングリコール等のア
ルキレングリコール類等が挙げられ、必要に応じて2種
以上を混合して用いることができる。これらのなかでは
エタノール、イソプロピルアルコール、ジエチレングリ
コールが好ましい。
【0021】本発明の分散液中の上記水溶性有機溶剤の
含有量は分散液全重量の3〜30wt%の範囲が望まし
い。
含有量は分散液全重量の3〜30wt%の範囲が望まし
い。
【0022】また界面活性剤としては脂肪酸塩類、高級
アルコール硫酸エステル塩類等の陰イオン界面活性剤、
多価アルコールと脂肪酸のエステル等の非イオン性界面
活性剤等などが挙げられる。これらのなかではポリオキ
シエチレンアルキルエーテル類、グリセリン脂肪酸エス
テルがより好ましい。
アルコール硫酸エステル塩類等の陰イオン界面活性剤、
多価アルコールと脂肪酸のエステル等の非イオン性界面
活性剤等などが挙げられる。これらのなかではポリオキ
シエチレンアルキルエーテル類、グリセリン脂肪酸エス
テルがより好ましい。
【0023】分散液を調整する際は、導電性微粒子を溶
媒に均一に分散させることが重要であり、そのための手
段として、例えばボールミル、ロールミル、サンドミ
ル、ホモミキサー、超音波分散など各種分散方法を用い
ることができる。これらのなかではボールミルがより好
ましい。
媒に均一に分散させることが重要であり、そのための手
段として、例えばボールミル、ロールミル、サンドミ
ル、ホモミキサー、超音波分散など各種分散方法を用い
ることができる。これらのなかではボールミルがより好
ましい。
【0024】上記に示した導電性微粒子、水、水溶性有
機溶剤その他の添加剤を含んだ分散液の粘度は、30cp
s以下に調整されることが好ましい。
機溶剤その他の添加剤を含んだ分散液の粘度は、30cp
s以下に調整されることが好ましい。
【0025】以上のような液滴付与装置と分散液を用い
て試料上に液滴を付与すれば、試料表面のヌレ性にもよ
るが、一回の液滴付与あたり結果的に直径約100μm
の微小な導電性薄膜を形成することができる。なお、付
与される液量が少ないことから、液滴付着部の乾燥には
特別な処理は必要としないが、耐熱性に優れた試料の場
合には、加熱して乾燥を促進することも可能である。
て試料上に液滴を付与すれば、試料表面のヌレ性にもよ
るが、一回の液滴付与あたり結果的に直径約100μm
の微小な導電性薄膜を形成することができる。なお、付
与される液量が少ないことから、液滴付着部の乾燥には
特別な処理は必要としないが、耐熱性に優れた試料の場
合には、加熱して乾燥を促進することも可能である。
【0026】このように本発明の前処理装置を用いるこ
とにより、試料表面の任意の位置に導電性微粒子からな
る微小な導電性薄膜を任意の形状で形成することができ
る。またこの処理を連続して行なうことにより、約10
0μm幅の微細な線を任意のパターンで描くことができ
る。したがって、試料形状に応じた導電処理が可能とな
る。また従来チャージアップによって観察が困難であっ
た非導電性試料の場合も、観察箇所のごく近傍まで導電
性を確保することが可能となり、良好な像を得ることが
できるようになる。さらに従来の導電性ペーストに比べ
て、非常に少ない塗布量で済むことから、試料や電子顕
微鏡の試料室の汚染を低減することが可能である。
とにより、試料表面の任意の位置に導電性微粒子からな
る微小な導電性薄膜を任意の形状で形成することができ
る。またこの処理を連続して行なうことにより、約10
0μm幅の微細な線を任意のパターンで描くことができ
る。したがって、試料形状に応じた導電処理が可能とな
る。また従来チャージアップによって観察が困難であっ
た非導電性試料の場合も、観察箇所のごく近傍まで導電
性を確保することが可能となり、良好な像を得ることが
できるようになる。さらに従来の導電性ペーストに比べ
て、非常に少ない塗布量で済むことから、試料や電子顕
微鏡の試料室の汚染を低減することが可能である。
【0027】
【実施例】以下、本発明を実施例によって説明する。
【0028】[実施例1]図4(a)に示したような、3m
m角のガラス基板表面に蒸着されたNi薄膜16のモフ
ォロジー観察を行なった。試料前処理及び観察を以下の
ような手順で行なった。 試料に付与するための導電性微粒子を含む分散液を調
整した。ここでは導電性微粒子として市販のグラファイ
ト微粒子(平均粒径0.2μm)を用い、他の成分(溶剤・
乳化剤・水)と以下に示す組成になるように混合し、ボ
ールミルを用いて均一に分散した。このようにして調整
した分散液を液滴付与手段に装着した。
m角のガラス基板表面に蒸着されたNi薄膜16のモフ
ォロジー観察を行なった。試料前処理及び観察を以下の
ような手順で行なった。 試料に付与するための導電性微粒子を含む分散液を調
整した。ここでは導電性微粒子として市販のグラファイ
ト微粒子(平均粒径0.2μm)を用い、他の成分(溶剤・
乳化剤・水)と以下に示す組成になるように混合し、ボ
ールミルを用いて均一に分散した。このようにして調整
した分散液を液滴付与手段に装着した。
【0029】 次に、直径10mmのAl製試料台17に両面テープ
を用いて図4(b)のように試料16を固定した。 前処理装置として図1に示したような装置を用い、液
滴付与手段としてはピエゾヘッド方式のインクジェット
装置を用いた。の試料をステージ上に置き、光学顕微
鏡で試料表面を観察しながら光学顕微鏡及び液滴付与手
段を移動し、試料のエッジ部に視野を合わせた。その後
液滴付与手段を駆動させて、エッジ部にで調整したグ
ラファイトの分散液を滴下した。この作業を連続して行
ない、図4(b)試料のエッジ約100μmの位置から試
料台にかけて、連続して液滴を付与した。 室温下で試料を約1時間放置し、乾燥した結果、グラ
ファイトからなる微粒子膜18が形成された。この微粒
子膜の表面抵抗値は5×103Ω/□であった。 以上のように前処理を行なった試料についてSEM観
察を行なった結果、加速電圧25kVでもチャージアッ
プは起こらず、また観察中のコンタミネーションもほと
んどない良好なNi微粒子像が得られた。
を用いて図4(b)のように試料16を固定した。 前処理装置として図1に示したような装置を用い、液
滴付与手段としてはピエゾヘッド方式のインクジェット
装置を用いた。の試料をステージ上に置き、光学顕微
鏡で試料表面を観察しながら光学顕微鏡及び液滴付与手
段を移動し、試料のエッジ部に視野を合わせた。その後
液滴付与手段を駆動させて、エッジ部にで調整したグ
ラファイトの分散液を滴下した。この作業を連続して行
ない、図4(b)試料のエッジ約100μmの位置から試
料台にかけて、連続して液滴を付与した。 室温下で試料を約1時間放置し、乾燥した結果、グラ
ファイトからなる微粒子膜18が形成された。この微粒
子膜の表面抵抗値は5×103Ω/□であった。 以上のように前処理を行なった試料についてSEM観
察を行なった結果、加速電圧25kVでもチャージアッ
プは起こらず、また観察中のコンタミネーションもほと
んどない良好なNi微粒子像が得られた。
【0030】[比較例1]実施例1と同様の試料について
前処理を行なうにあたり、本発明の前処理装置を用いず
に以下に示す方法で前処理を行なった。まず実施例1の
と同様の方法で試料台に試料を固定した。次に市販の
カーボンペーストを先端の細い針状器具の先につけ、試
料エッジ部及び試料台に塗布したが、実施例1のような
精密な位置制御と塗布量の調整が難しいため、ペースト
の一部が試料中央部まで及び試料を汚染してしまうこと
があった。
前処理を行なうにあたり、本発明の前処理装置を用いず
に以下に示す方法で前処理を行なった。まず実施例1の
と同様の方法で試料台に試料を固定した。次に市販の
カーボンペーストを先端の細い針状器具の先につけ、試
料エッジ部及び試料台に塗布したが、実施例1のような
精密な位置制御と塗布量の調整が難しいため、ペースト
の一部が試料中央部まで及び試料を汚染してしまうこと
があった。
【0031】[実施例2]実施例1と同じ試料の観察を行
なった。ここでは導電性微粒子としてAu微粒子を用い
た。Au微粒子は、塩化第一金水溶液に水素化ホウ素カ
リウムを添加し、還元析出させた。これを洗浄、ろ過、
乾燥した後、ボールミルで他の成分(溶剤・乳化剤・水)
からなる溶媒中に以下に示す組成になるように均一に分
散させた。
なった。ここでは導電性微粒子としてAu微粒子を用い
た。Au微粒子は、塩化第一金水溶液に水素化ホウ素カ
リウムを添加し、還元析出させた。これを洗浄、ろ過、
乾燥した後、ボールミルで他の成分(溶剤・乳化剤・水)
からなる溶媒中に以下に示す組成になるように均一に分
散させた。
【0032】得られた金微粒子の平均粒径は0.3μm
であった。
であった。
【0033】 このようにして調整した分散液を液滴付与手段に装着
し、その後実施例1の〜と同様の方法で試料のエッ
ジ部分から試料台にかけてAu微粒子膜を形成した。こ
の微粒子膜の表面抵抗値は8×102Ω/□であった。
し、その後実施例1の〜と同様の方法で試料のエッ
ジ部分から試料台にかけてAu微粒子膜を形成した。こ
の微粒子膜の表面抵抗値は8×102Ω/□であった。
【0034】以上のように前処理を行なった試料につい
てSEM観察を行なった結果、加速電圧25kVでもチ
ャージアップは起こらず、また観察中のコンタミネーシ
ョンもほとんどない良好な像が得られた。
てSEM観察を行なった結果、加速電圧25kVでもチ
ャージアップは起こらず、また観察中のコンタミネーシ
ョンもほとんどない良好な像が得られた。
【0035】[実施例3]図5(a)に示したように、ガラ
ス基板上に1mm間隔で1mm角のPt薄膜がパターン
ニングされている試料19について、各々のPt薄膜の
表面状態の比較をSEM観察により行なった。
ス基板上に1mm間隔で1mm角のPt薄膜がパターン
ニングされている試料19について、各々のPt薄膜の
表面状態の比較をSEM観察により行なった。
【0036】試料前処理及び観察を以下のような手順で
行なった。 試料に付与するための導電性微粒子の含む分散液を調
整した。ここでは分散液として実施例1と同じ方法で調
整したグラファイトの分散液を用いた。 ダイヤモンドカッターを用いて試料を約10mm角に
切断し、それを直径20mmのAl製試料台20に両面
テープを用いて図5(b)に示したように固定した。 前処理装置として図2に示したような装置を用い、液
滴付与手段としてはバブルジェット方式のインクジェッ
ト装置を用いた。の試料をステージ上に置き、光学顕
微鏡で試料表面を観察しながらステージを移動し、各々
のPtパターンとアースが接続されるように、試料台、
ガラス部分及びPt薄膜の端部に、液滴付与手段より
で調整したカーボンブラックの分散液を次々に滴下し
た。この作業により図5(c)に示したよう位置に液滴が
付与された。 室温下で試料を約1時間放置し、乾燥した結果、グラ
ファイトからなる微粒子膜21が形成された。この微粒
子膜の表面抵抗値は5×103Ω/□であった。 以上のように前処理を行なった試料についてSEM観
察を行なった結果、いずれのPt薄膜においても加速電
圧25kVでチャージアップは起こらず、また観察中の
コンタミネーションもはとんどない良好な像が得られ
た。
行なった。 試料に付与するための導電性微粒子の含む分散液を調
整した。ここでは分散液として実施例1と同じ方法で調
整したグラファイトの分散液を用いた。 ダイヤモンドカッターを用いて試料を約10mm角に
切断し、それを直径20mmのAl製試料台20に両面
テープを用いて図5(b)に示したように固定した。 前処理装置として図2に示したような装置を用い、液
滴付与手段としてはバブルジェット方式のインクジェッ
ト装置を用いた。の試料をステージ上に置き、光学顕
微鏡で試料表面を観察しながらステージを移動し、各々
のPtパターンとアースが接続されるように、試料台、
ガラス部分及びPt薄膜の端部に、液滴付与手段より
で調整したカーボンブラックの分散液を次々に滴下し
た。この作業により図5(c)に示したよう位置に液滴が
付与された。 室温下で試料を約1時間放置し、乾燥した結果、グラ
ファイトからなる微粒子膜21が形成された。この微粒
子膜の表面抵抗値は5×103Ω/□であった。 以上のように前処理を行なった試料についてSEM観
察を行なった結果、いずれのPt薄膜においても加速電
圧25kVでチャージアップは起こらず、また観察中の
コンタミネーションもはとんどない良好な像が得られ
た。
【0037】[実施例4]実施例3と同じ試料の観察を行
なった。ここでは導電性微粒子としてPd微粒子を用い
た。Pd微粒子は、酢酸パラジウムの弱アルカリ性水溶
液に水素化ホウ素ナトリウムを添加し、還元析出させ
た。これを洗浄、ろ過、乾燥した後、ボールミルで他の
成分(溶剤・乳化剤・水)からなる溶媒中に以下に示す組
成になるように均一に分散させた。得られたPd微粒子
の平均粒径は0.2μmであった。
なった。ここでは導電性微粒子としてPd微粒子を用い
た。Pd微粒子は、酢酸パラジウムの弱アルカリ性水溶
液に水素化ホウ素ナトリウムを添加し、還元析出させ
た。これを洗浄、ろ過、乾燥した後、ボールミルで他の
成分(溶剤・乳化剤・水)からなる溶媒中に以下に示す組
成になるように均一に分散させた。得られたPd微粒子
の平均粒径は0.2μmであった。
【0038】 このようにして調整した分散液を液滴付与手段に装着
し、その後実施例3の〜と同様の方法で、各々のP
tパターンとアースを接続するようにPd微粒子膜を形成
した。この微粒子膜の表面抵抗値は1×103Ω/□であ
った。以上のように前処理を行なった試料についてSE
M観察を行なった結果、いずれのPt薄膜でも加速電圧
25kVでチャージアップは起こらず、また観察中のコ
ンタミネーションもほとんどない良好なPt薄膜の像が
得られた。
し、その後実施例3の〜と同様の方法で、各々のP
tパターンとアースを接続するようにPd微粒子膜を形成
した。この微粒子膜の表面抵抗値は1×103Ω/□であ
った。以上のように前処理を行なった試料についてSE
M観察を行なった結果、いずれのPt薄膜でも加速電圧
25kVでチャージアップは起こらず、また観察中のコ
ンタミネーションもほとんどない良好なPt薄膜の像が
得られた。
【0039】[実施例5]図6(a)に示したように、ガラ
ス基板上に形成されたAl2O3蒸着膜22の表面形状観
察を行なった。試料前処理及び観察を以下のような手順
で行なった。 試料に付与するための導電性微粒子の含む分散液を調
整した。ここでは分散液としてAgの分散液を用いた。
Ag微粒子は、硝酸銀のアルカリ性水溶液に水素化ホウ
素ナトリウムを添加し、還元析出させた。これを洗浄、
ろ過、乾燥した後、ボールミルで他の成分(溶剤・乳化
剤・水)からなる溶媒中に以下に示す組成になるように
均一に分散させた。得られたAg微粒子の平均粒径は0.
3μmであった。
ス基板上に形成されたAl2O3蒸着膜22の表面形状観
察を行なった。試料前処理及び観察を以下のような手順
で行なった。 試料に付与するための導電性微粒子の含む分散液を調
整した。ここでは分散液としてAgの分散液を用いた。
Ag微粒子は、硝酸銀のアルカリ性水溶液に水素化ホウ
素ナトリウムを添加し、還元析出させた。これを洗浄、
ろ過、乾燥した後、ボールミルで他の成分(溶剤・乳化
剤・水)からなる溶媒中に以下に示す組成になるように
均一に分散させた。得られたAg微粒子の平均粒径は0.
3μmであった。
【0040】 このようにして調整した分散液を液滴付与手段に入れ
た。 ダイヤモンドカッターを用いてガラス基板の中心部を
約5mm角に切断し、それを直径10mmのAl製試料
台23に両面テープを用いて図6(b)に示したように固
定した。 前処理装置として図3に示したような装置を用い、液
滴付与手段としてはピエゾヘッド方式のインクジェット
装置を用いた。の試料をステージ上に置き、光学顕微
鏡で試料表面を観察しながらステージを移動し、300
μm間隔で図6(c)のように、試料及び試料台にで調
整したAg分散液を付与した。 室温下で試料を約1時間放置し、乾燥した結果、Ag
微粒子膜24が形成された。この微粒子膜の表面抵抗値
は9×102Ω/□であった。 以上のように前処理を行なった試料について、Al2O
3膜を加速電圧10kVで観察した結果、チャージアップ
は起こらず、また観察中のコンタミネーションもはとん
どない良好な像を得ることができた。
た。 ダイヤモンドカッターを用いてガラス基板の中心部を
約5mm角に切断し、それを直径10mmのAl製試料
台23に両面テープを用いて図6(b)に示したように固
定した。 前処理装置として図3に示したような装置を用い、液
滴付与手段としてはピエゾヘッド方式のインクジェット
装置を用いた。の試料をステージ上に置き、光学顕微
鏡で試料表面を観察しながらステージを移動し、300
μm間隔で図6(c)のように、試料及び試料台にで調
整したAg分散液を付与した。 室温下で試料を約1時間放置し、乾燥した結果、Ag
微粒子膜24が形成された。この微粒子膜の表面抵抗値
は9×102Ω/□であった。 以上のように前処理を行なった試料について、Al2O
3膜を加速電圧10kVで観察した結果、チャージアップ
は起こらず、また観察中のコンタミネーションもはとん
どない良好な像を得ることができた。
【0041】[比較例2]実施例5と同様の試料について
前処理を行なうにあたり、本発明の前処理装置を用いず
に以下に示す方法で前処理を行なった。まず実施例5の
と同様の方法で試料台に試料を固定した。次に実施例
5ので調整したAg分散液を先端の細い針状器具の先
につけ、試料エッジ部及び試料台に塗布したが、本発明
の前処理装置を使用した場合に比べて位置制御と塗布量
の調整が難しく、実施例5のように狭い領域を残して試
料上にAg膜を形成することができなかった。この試料
を加速電圧10kVでSEM観察したところ、Ag膜のご
く近傍以外はAl2O3膜のチャージアップが起こり、観
察が困難であった。
前処理を行なうにあたり、本発明の前処理装置を用いず
に以下に示す方法で前処理を行なった。まず実施例5の
と同様の方法で試料台に試料を固定した。次に実施例
5ので調整したAg分散液を先端の細い針状器具の先
につけ、試料エッジ部及び試料台に塗布したが、本発明
の前処理装置を使用した場合に比べて位置制御と塗布量
の調整が難しく、実施例5のように狭い領域を残して試
料上にAg膜を形成することができなかった。この試料
を加速電圧10kVでSEM観察したところ、Ag膜のご
く近傍以外はAl2O3膜のチャージアップが起こり、観
察が困難であった。
【0042】
【発明の効果】以上のように本発明の前処理装置を用い
ることにより、試料表面の任意の位置に導電性微粒子か
らなる微小な導電性薄膜を任意の形状で形成することが
できる。またこの処理を連続して行なうことにより、約
100μm幅の微細な線を任意のパターンで描くことが
できる。したがって、試料形状に応じた導電処理が可能
となった。また従来チャージアップによって観察が困難
であった非導電性試料の場合も、観察箇所のごく近傍ま
で導電性を確保することが可能となり、良好な像を得る
ことができるようになった。さらに従来の導電性ペース
トに比べて、非常に少ない塗布量で済むことから、試料
や電子顕微鏡の試料室の汚染を低減することが可能とな
った。
ることにより、試料表面の任意の位置に導電性微粒子か
らなる微小な導電性薄膜を任意の形状で形成することが
できる。またこの処理を連続して行なうことにより、約
100μm幅の微細な線を任意のパターンで描くことが
できる。したがって、試料形状に応じた導電処理が可能
となった。また従来チャージアップによって観察が困難
であった非導電性試料の場合も、観察箇所のごく近傍ま
で導電性を確保することが可能となり、良好な像を得る
ことができるようになった。さらに従来の導電性ペース
トに比べて、非常に少ない塗布量で済むことから、試料
や電子顕微鏡の試料室の汚染を低減することが可能とな
った。
【図1】本発明に従った前処理装置を示す図である。
【図2】本発明に従った別の前処理装置を示す図であ
る。
る。
【図3】本発明に従った別の前処理装置を示す図であ
る。
る。
【図4】本発明の実施例1で説明した導電性薄膜の形成
方法を示す図である。
方法を示す図である。
【図5】本発明の実施例2で説明した導電性薄膜の形成
方法を示す図である。
方法を示す図である。
【図6】本発明の実施例3で説明した導電性薄膜の形成
方法を示す図である。
方法を示す図である。
1 ステージ 2 試料 3 液滴 4 液滴付与手段 5 光学顕微鏡 6 光学顕微鏡及び液滴付与手段を移動する手段 7 制御装置 8 1/4λ板 9 凹面ミラー 10 受光手段 11 ノズル 12 発光手段 13 ビームスプリッター 14 光学顕微鏡の光路 15 ステージ移動手段 16、19、22 試料 17、20、23 試料台 18、21、24 導電性膜
Claims (10)
- 【請求項1】 走査電子顕微鏡察用の試料の一部に導電
性薄膜を形成するための前処理装置であって、該試料の
表面の任意の箇所に導電性物質を含む液滴を付与する液
滴付与手段と、該液滴の付与位置を観察、特定するため
の光学顕微鏡と、該試料と該液滴付与手段の相対位置を
変位させるための位置変位手段とを装備することを特徴
とする、電子顕微鏡観察用試料の前処理装置。 - 【請求項2】 前記液滴付与手段が、インクジェット方
式のものである請求項1に記載の前処理装置。 - 【請求項3】 前記液滴が導電性微粒子の分散液からな
る請求項1または2に記載の前処理装置。 - 【請求項4】 前記導電性微粒子が、グラファイトある
いは金属からなる微粒子である請求項3に記載の前処理
装置。 - 【請求項5】 前記光学顕微鏡による前記液滴の付与位
置の観察と前記の液滴の付与を同時に行なう機能をも
つ、請求項1〜4のいずれかに記載の前処理装置。 - 【請求項6】 走査電子顕微鏡を用いて試料の観察を行
なうにあたり、試料上の任意の箇所に液滴付与手段を用
いて導電性微粒子を含む分散液の液滴を付与した後乾燥
することにより、微粒子からなる導電性薄膜を任意の形
状で形成することを特徴とする、電子顕微鏡観察用試料
の前処理方法。 - 【請求項7】 前記液滴付与手段が、インクジェット方
式のものである請求項6に記載の前処理方法。 - 【請求項8】 前記液滴が導電性微粒子の分散液からな
る請求項6または7に記載の前処理方法。 - 【請求項9】 前記導電性微粒子が、グラファイトある
いは金属からなる微粒子である請求項8に記載の前処理
方法。 - 【請求項10】 前記光学顕微鏡による前記液滴の付与
位置の観察と前記の液滴の付与を同時に行なう機能をも
つ、請求項6〜9のいずれかに記載の前処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11148536A JP2000338017A (ja) | 1999-05-27 | 1999-05-27 | 走査電子顕微鏡観察用試料の前処理装置及び前処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11148536A JP2000338017A (ja) | 1999-05-27 | 1999-05-27 | 走査電子顕微鏡観察用試料の前処理装置及び前処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000338017A true JP2000338017A (ja) | 2000-12-08 |
Family
ID=15454983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11148536A Pending JP2000338017A (ja) | 1999-05-27 | 1999-05-27 | 走査電子顕微鏡観察用試料の前処理装置及び前処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000338017A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013065475A1 (ja) * | 2011-11-02 | 2013-05-10 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 電子顕微法の観察標体、電子顕微法、電子顕微鏡および観察標体作製装置 |
| JP2013257148A (ja) * | 2012-06-11 | 2013-12-26 | Hitachi High-Technologies Corp | コーティング装置、及びコーティング装置の前処理装置 |
| CN113899608A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-01-07 | 蜂巢能源科技有限公司 | 锂离子电池用材料磁性异物的分析方法 |
-
1999
- 1999-05-27 JP JP11148536A patent/JP2000338017A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013065475A1 (ja) * | 2011-11-02 | 2013-05-10 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 電子顕微法の観察標体、電子顕微法、電子顕微鏡および観察標体作製装置 |
| JP2013096890A (ja) * | 2011-11-02 | 2013-05-20 | Hitachi High-Technologies Corp | 電子顕微法の観察標体、電子顕微法、電子顕微鏡および観察標体作製装置 |
| CN103907004A (zh) * | 2011-11-02 | 2014-07-02 | 株式会社日立高新技术 | 电子显微法的观察样品、电子显微法、电子显微镜以及观察样品制作装置 |
| US9202668B2 (en) | 2011-11-02 | 2015-12-01 | Hitachi High-Technologies Corporation | Observation specimen for use in electron microscopy, electron microscopy, electron microscope, and device for producing observation specimen |
| CN103907004B (zh) * | 2011-11-02 | 2016-10-26 | 株式会社日立高新技术 | 电子显微法的观察样品、电子显微法、电子显微镜以及观察样品制作装置 |
| JP2013257148A (ja) * | 2012-06-11 | 2013-12-26 | Hitachi High-Technologies Corp | コーティング装置、及びコーティング装置の前処理装置 |
| CN113899608A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-01-07 | 蜂巢能源科技有限公司 | 锂离子电池用材料磁性异物的分析方法 |
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