ラマン分光分析

　ラマン分光分析は、レーザー光を物質に入射することで発生するラマン散乱光を利用し、「物質の分子構造」、「結晶性や応力による変化などの物理的性質」を調べる手法です。光学顕微鏡とラマン分光法の組み合わせたラマン顕微鏡は、高い空間分解能を実現し、微小な領域の構造情報を詳細に取得することが可能です。

　微小異物の分析に顕微赤外分光法(IR法)がしばしば用いられますが、赤外光を著しく吸収する黒色物や特徴的な吸収を示さない一部の無機物などはスペクトル取得が難しく、分析が困難な場合があります。
　この事例では、ラマン顕微鏡により黒色物のラマンスペクトル（Fig.1）を取得することができ、異物の主成分がオキシ水酸化鉄であることがわかりました。

　塗料や電池材料の導電性フィラーとして用いられる炭素材料のラマンスペクトルでは、1590 cm^-1にグラファイト構造に由来するGバンドのピーク、1350 cm^-1付近に構造の欠陥や乱れ(Disorder)由来のDバンドのピークをもちます。GバンドとDバンドのピーク強度比や半値幅から炭素材料の識別をすることができます。
　Fig.2に示した各炭素材のラマンスペクトルは、GバンドとDバンドの強度や形状が異なり、炭素材料の種類が異なることがわかります。

　ラマン顕微鏡を用いて対象領域を走査することで、サブミクロン単位の空間分解能を活かして微小領域の化学成分分布を詳細に可視化できます。Fig.3 は Auメッキを施したシリコンウエハ表面のラマンマッピングを示しており、ラマンスペクトル中の約 520 cm^-1に現れるシリコン単結晶由来のピーク強度を指標として、φ20 μm程度の🄬マークを可視化しました。