S309

走査型プローブ顕微鏡
－パワースペクトル密度による表面形状評価－

表面形状の異なる2種類の試料表面をタッピングモード原子間力顕微鏡（AFM）で測定した結果を図1に示した。

図1：タッピングモード原子間力顕微鏡で測定した試料1、2の表面形状

両試料の表面粗さは、通常よく用いられる二乗平均粗さ（Rms）や平均粗さ（Ra）で比較すると、表1のように、ほぼ同等の値であることが分かる。しかし、図1から明らかなように、両者の表面形状には凹凸のスケールに違いが認められる。この違いを定量化するために、二次元パワースペクトル密度（Power Spectral Density）の評価を行った例を図2に示した。パワースペクトルは、オリジナルの波形を高速フーリエ変換して、各波長の構成波形成分に分離して求められる。ここでは、二次元のフーリエ変換によって求められた二次元等方性パワースペクトル密度（2D isotropic PSD）によって、両試料表面形状を比較した。図2のように、試料（1）では20～40nmの周期成分が優勢であるのに対して、試料（2）では40～100nmの周期成分が支配的であることが分かる。