材料中のナノスケールの空孔が測れます

材料中の空孔はしばしば物質透過物性，力学物性，熱物性，光学物性等に関連するため、空孔を測ることはこれらの物性制御に役立つ情報を得ることにつながります。
陽電子消滅法は0.3～10 nm程度のサブナノ～ナノオーダーの空孔が非破壊で測定可能であり、気体吸着法などでは検出できない閉鎖空孔も評価可能です。ここでは、無機材料としてシリコンウェハと石英ガラスを調べた事例についてご紹介します。

無機材料のサブナノ空孔

陽電子は材料中の空孔が大きいほど寿命が長くなる性質があります。シリコンウェハには空孔が存在しないため、陽電子は短寿命で対消滅します。その結果、陽電子寿命スペクトルは急速に減衰する形として観測されます〔図１左〕。
一方、石英ガラスにはアモルファス中に空孔が多く存在するため陽電子は長寿命となり、緩やかな減衰スペクトルが観測されます〔図１右〕。この傾きを解析することによって、材料中の空孔の大きさを算出する事ができます。この石英ガラスの場合では、平均空孔径は0.52nmと求められました。

その他の応用

• 各種分離膜（ガスバリア膜、限外ろ過膜，ナノろ過膜など）の空孔サイズ評価
• 各種高分子材料の自由体積評価および力学物性、熱物性との関係評価
• Low-k層間絶縁膜の空孔サイズ評価
• ゼオライト等メソポーラス材料の空孔サイズ評価