アプリケーションノート

要約：半導体製造には、多種多様な化学溶液が使用されています。研磨スラリーに加え、フォトレジスト、現像液、エッチング液などもその一つです。各溶液は、半導体ウェハの表面の一部を改質、保護、または除去するように調合されており、溶液の組成が変化すると、意図された用途における有効性が変化します。これらの溶液の多くは危険なため、密閉または隔離された容器を通して測定することが望ましい場合もあります。また、固形分含有量が多い、または反応性が高いなどの理由で、分析技術の適用が困難なものもあります。こうした理由から、FT-NIRはこのような溶液の品質管理に魅力的なツールです。本稿では、ネガ型フォトレジストと現像液中の成分の定量測定法を紹介します。

要約：フーリエ変換赤外分光法（FTIR）、特に減衰全反射（ATR）赤外分光法は、オピオイド危機と戦うために法医学界や法執行機関が長年使用してきた分析ツールボックスの一部です。リファレンススペクトルが利用できる場合、ほとんどの化合物は赤外スペクトルに基づいて明確に識別できます。IR分光シグネチャは分子官能基に基づいており、正確な化合物がライブラリに存在しない場合でも、スペクトルライブラリ検索からの一致する化合物のリストによって、物質の分類または識別が行われることがあります。

要約：このアプリケーションノートでは不織布繊維サンプルの形態学的および化学的特性について説明します。SEM画像から少なくとも2種類の繊維が混ざっていることが示唆され、そのうちの一つは鞘芯構造を持つ可能性があります。FTIRスペクトルのライブラリ検索により、不織布繊維にはセルロース、PET、PEが含まれていることが判明しました。繊維の相関プロファイルにより、PETコアがPEシースに囲まれたシースコア構造の存在が確認されました。

要約：水素は、燃料電池自動車（FCEV）は、通常の内燃機関よりも温室効果ガス排出量や大気汚染、化石燃料への依存度を減らすことができるため、近年、燃料電池自動車（FCEV）の燃料として注目されています。燃料電池は、アンモニア、フッ化水素、塩化水素、ギ酸、ホルムアルデヒドなどの不純物が含まれる場合、その純度が例えppb以下であっても、燃料電池の性能を低下させます。このアプリケーションでは、99.97%以上の純度の水素が要求されます。Thermo Scientific™ MAX-iR™ FTIRガスアナライザーは、重水素化トリグリシン硫酸（DTGS）検出器により、全赤外スペクトル範囲（500～5000 cm-1）を液体窒素を利用することなくモニターすることができます。またMAX-iRアナライザーは迅速かつ正確に定量することができますので、不純物成分の定量モニタリング機器として活用できます。従来のFT-IRで利用されている液体窒素冷却タイプの水銀-カドミウム-テルル（MCT）検出器と同等またはそれ以上の検出限界で、必要な不純物の定量を迅速に行うことができます。このため、MAX-iRアナライザーは例えば給油所など現場での使用にも適しています。さらにThermo Scientific™StarBoost™テクノロジーと呼ばれるオプションの感度強化により、MAX-iRアナライザーはコンパクトなFT-IRガス分析では達成できなかったレベルの不純物を1 ppb以下まで検出することが可能です。

要約：Thermo Scientific™ MAX-Bev™ CO₂ 純度測定システムは、炭酸ガス（CO₂）中の微量不純物を数ppb（parts-per-billion）レベルで測定が可能で、さらにCO₂ガスの絶対的な純度が測定できる完全統合型のソリューションです。このシステムは、Thermo Scientific™ MAX-iR™ FTIRガスアナライザーをベースにしており、酸素を除く全ての関連するガス成分の測定が可能です。この分析計には、重水素化トリグリシン硫酸塩（DTGS）検出器が組み込まれており、その測定スペクトル範囲は600～5,000 cm-1に対応します。この広いスペクトル範囲により、全ての赤外活性不純物の測定が可能です。また絶対的なCO₂純度を直接測定することができ、面倒な湿式法（Zahm-Nagel純度試験など）が不要になります。非常に精密な圧力と温度制御を用いることにより、MAX-Bev CO₂ 純度モニタリングシステムは、微量不純物と同時に100±0.02%以下の精度でCO₂を測定することが可能です。MAX-BevCO₂純度モニタリングシステムは、Thermo Scientific™MAX-Acquisition™ ソフトウエアによって制御されており、データ取得と分析の全ての側面を管理し、システム診断とアラームを表示し、分析証明書（CoA）や履歴のレポートを生成／印刷することができます。MAX-Bev CO₂ 純度モニタリングシステムは、CO₂中の主要な不純物ガス成分の測定において、国際飲料技術者協会（ISBT）規格に適合し、あるいはそれを上回る性能を発揮します。

要約：エチレンオキシド（EOG）は、発がん性や変異原性のある化合物で、特に医療用製品の滅菌剤やエチレングリコール製造の反応中間体として化学工業分野でよく使用されています。その毒性から、米国連邦政府、州、および地方の規制当局は、商業用滅菌器とその周辺に存在する非常に低濃度なレベルのEOGのモニタリングに関心を示しています。低濃度エチレンオキシドの検出は、サンプルマトリックス中に現れるCO2、プロパン、アセトアルデヒドなどの同一分子量の干渉種が存在するため、四重極型質量分析計では測定困難です。また、EtOは特に酸との反応性が高く、実験室でその後の分析を行うために安定したサンプルを採取することが困難です。滅菌施設のスクラバーシステムでは、水性酸を使用して酸化エチレンをエチレングリコールに変換することがあり、もしサンプルに残留する酸のミストが存在する場合、その一部が失われる可能性があります。また、EtOは沸点が低いため、トラップして濃縮することが困難です。これらの課題を解決するためには、EtOをリアルタイムで直接測定するために最適化された分析技術が必要です。Thermo Scientific™ MAX-iR™ FT-IRガスアナライザーは、新しいThermo Scientific™ StarBoost™テクノロジーにより、これらの課題に対応できます。この光学強化ソリューションにより、MAX-iRガスアナライザーの感度（SNR）は劇的に向上し、最小検出限界（MDL）は、他の市販のアナライザーに比べて50倍低くなります。

要約：米国環境保護庁（EPA）の定置用燃焼タービン規制（40 CFR Part 63 Subpart YYYY）は、対象となるタービンに対し、ホルムアルデヒドの排出を酸素15％において91 ppbvd以下に制限することを求めています。そのためガスタービンメーカーは、燃焼の「ホットセクション」の設計に徹底してこだわります。ガスタービンは、ホルムアルデヒドの排出を最小限に抑えるように設計されており、そこから継続的に排出されるホルムアルデヒドの濃度レベルは一般的に低レベル（0.1 ppmv程度）です。しかし、ガスタービンの排ガス量は非常に多いため、その排ガスによって汚染物質の総質量が人の健康に害を及ぼすほど大きくなることがあると考えられます。Thermo Scientific™ MAX-iR™ FTIRガスアナライザーは、Thermo Scientific™ StarBoost™ テクノロジーと呼ばれる光学強化機能を搭載しており、この分析課題に対応できます。StarBoostテクノロジーは、FTIRガスアナライザーの感度、検出器の直線性、ダイナミックレンジを大幅に向上させます。この画期的な技術により、ホルムアルデヒドなどの有害大気汚染物質（HAPs）をリアルタイムで1桁ppbv検出することができます。

要約：グラフェンへの関心はここ数年で急速に⾼まっています。この関心は主にその潜在的可能性によって推進されています。ナノエレクトロニクスの製造材料としてデバイスに広く使⽤されていますが、これが唯⼀の⽤途ではありません。ラマン分光法は、グラフェンの特性評価に広く使⽤されています。これは、この材料がほぼ完全に対称 sp2 結合炭素で構成されており、ラマンスペクトルで非常に詳細に表現されるためです。どこを見ればよいかわかっていれば、ラマン スペクトルからグラフェンの微細構造に関する多くの詳細を引き出すことができます。⼀見すると、グラフェンまたはグラファイトのラマン スペクトルは非常に単純に見えます。通常は、2 つの主要なバンドといくつかの非常に⼩さなバンドで構成されています。しかし、これらのバンドは実際には材料について非常に多くのことを教えてくれます。（違いについてはこのノートの後半で説明します。）グラファイトスペクトルの2つの主なバンドは、約1582 cm‑1のGバンドと約2685 cm‑1の2Dバンドとして知られています。3番⽬のバンドは、1350㎝-1です。このアプリケーションノートではラマン分光法によるグラフェンの評価法について説明します。

要約：現在、グラフェンに関する研究が盛んに行われています。この関心は、グラフェンが持つ新しい特性と、エレクトロニクス、熱伝達、バイオセンシング、膜技術、バッテリー技術、先進複合材料など、さまざまな応用分野での潜在的な用途に起因しています。グラフェンは、透明な 2 次元の炭素原⼦ネットワークとして存在します。1 原⼦層の厚さの材料として存在する場合もあれば、簡単に積み重ねて、数百万層を含む安定した適度な厚さのサンプルを形成する場合もあります。この形態は⼀般にグラファイトと呼ばれます。ただし、グラフェンが⽰す興味深い特性 (優れた電気伝導性と熱伝導性、高い機械的強度、高い光学的透明性) は、1 層または数層のみを含むグラフェンフィルムでのみ観察されます。したがって、グラフェンの珍しい特性に基づく技術やデバイスを開発するには、調査対象の材料の層の厚さを正確に測定する必要があります。ラマン分光法を使用すれば、グラフェン薄膜の層の厚さを迅速かつ非破壊的に測定できます。

要約：法に基づく取締の対象とならないが、麻薬と同様の作用および危険性を持った合成薬物いわゆる「脱法ドラッグ」が、社会を脅かす大きな問題となっています。犯罪組織のドラッグ製造者は、規制薬物の分子構造の一部を変え、現行法には抵触しないデザイナードラッグとよばれる薬物の研究を日夜行っています。それでも人の摂取目的では薬事法違反の適応となるため、見た目の似ている入浴剤のバスソルトや芳香剤、肥料、観賞用という名目で、なおかつ「口に入れてはいけません」の注意書を付けるなどの偽装をした上で販売されるのです。これらを摂取した人々が意識障害に陥り、病院に搬送されたり犯罪を起こしたりする例が、近年多数報告されています。ガスクロマトグラフィー（GC）に分析装置を接続すると、リテンションタイムで夾雑物と分析対象の薬物が分離されるため前処理を大幅に省くことができます。GCを組み合わせる一般的な方法に、GC-MS（質量分析法）があります。GC-MSは、優れた感度特性を持っており詳細な分子構造の情報が得られます。しかしながら、質量分析の特性上、分子はコンポーネント毎に分割されてしまうため異性体の情報は無くなります（「A」と「B」は同じとなる）。それに対しGCにFT-IRを接続するGC-IR（GC-FT/IR）は、コンポーネント毎に分離せず、分子構造を保ったままの分析であるので「A」と「B」の識別が可能となります。