全固体電池作製・評価システム
電動型の試料搬送室を中心に、パルスレーザー堆積法(PLD)、スパッタリング法、真空蒸着法による成膜室、マルチナノプローバーを備えた電気化学評価室およびグローブボックスが取り囲むクラスター型の構成となっており、薄膜型全固体電池を大量に作製・評価することが可能です。
装置構成
・パルスレーザー堆積装置(Pulsed Laser Deposition, PLD)
・Nd:YAGレーザー/Quantel社製 Q-smart850
・マルチプローバー
・ポテンショ/ガルバノスタット(biologic SP-150)
・グローブボックス(グローブボックスジャパン)
・スパッタリング装置
・リチウム蒸着装置
・リモート制御システム(キーエンス社製 Soft-VT)
充放電試験装置
コインセル、トムセルを同時に160個まで充放電試験することが可能です。恒温槽を用いて電池特性の温度依存性を調べることもできます。
エスペックテクノ社製
・160チャンネル充放電電源
・恒温槽
・コインセル用充放電ラック
X線回折装置(XRD) SmartLab
エピタキシャル薄膜試料の結晶構造解析を行うことができます。面直測定、面内測定の他、逆格子マッピングを行うことができます。
本装置は、共同利用機器として先端材料技術研究センターに設置されています。
リガク社製 SmartLab
・out-of-plane測定
・in-plane測定
・ロッキングカーブ測定
・逆格子マッピング
・微小領域測定(~100 µm)
・極点図測定
・高温測定(~1500度)
・応力測定
X線回折装置(XRD) Ultima IV
薄膜試料の結晶構造解析を行うことができます。面直測定の他、極点図測定を行うことができます。
リガク社製 Ultima IV
・out-of-plane測定
・極点図測定
スパッタリング装置
キャノンアネルバ製 EB1000
・2インチカソード×3
・オフセット回転成膜、静止対向成膜
グローブボックス
全固体電池作製・評価システムに接続されており、試料を大気暴露させることなくアルゴン雰囲気で電池を作製することができます。電池材料の薄膜と電解液を利用して、2032型コインセルやトムセルを作製します。また、トランスファーベッセルを利用してサンプルを取り出すことができ、放射光などの他の実験施設、分析装置での計測を可能にします。精製機を備えており、グローブボックス内は酸素濃度1 ppm以下、水分濃度5 ppm以下に保持されています。
グローブボックスジャパン製
・真空型グローブボックス GBJV080
・不活性ガス循環精製装置 GBJPWS3M
・ジルコニア式酸素濃度計 LC-450A
アズワン・こんなコトまでやってるんだBlog
アズワンのホームページ「こんなコトまでやってるんだBlog」で本研究室のグローブボックスが紹介されました。
マルチプローバー
薄膜型全固体電池の電極にプローバー先端を接触させ、真空環境下で充放電試験やインピーダンス測定などを 行うことができます。全固体電池作製・評価システムに接続されています。
ユニソク製 UHV用ナノプローバーUMP1000-2P5
微細形状測定機
接触式の段差計です。薄膜の厚さを計測することが可能です。
小坂研究所製 サーフコーダ ET200
コインセル自動かしめ機
電池材料の薄膜を利用して、2032型コインセルを作製することができます。分解治具を利用し、充放電試験後の薄膜試料を取り出して分析することも可能です。
宝泉製
X線光電子分光(ESCA)
試料にX線を照射し、放出される光電子を検出することにより、組成や構成元素の化学状態を調べることができます。
また、真空紫外線(VUV)を試料に照射し、表面の電子状態を調べることもできます。モノクロメーターによりVUVを単色化し、角度分解測定を行うことにより、物性解明の鍵となるバンド構造を観測します。
Scienta社製
・ESCA210
・He紫外光源
・モノクロメーター
XPS-MBE-STM複合装置
分子線エピタキシー法(MBE)で作製した薄膜試料を、光電子分光(XPS)や走査トンネル顕微鏡(STM)を用いて化学状態と表面構造の解析を行います。XPS、MBE、STMが超高真空環境で接続されており、作製した試料を大気暴露することなく分析することが可能です。
装置構成
・アルバック・ファイ製硬X線光電子分光(HAXPES)
・エイコー製分子線エピタキシー(MBE)
・RHK製ビートルSTM
・リガク社製回転対陰極型X線発生装置
・多層膜集光ミラー
走査トンネル顕微鏡
原子・分子を観察できる超高分解能の顕微鏡です。表面の原子配列を調べ、低次元ナノ物性の研究を行っています。
・Carl Zeiss製ビートルSTM
・tectra製金属蒸着源
抵抗溶接機
大電流を局所的、瞬間的に流すことにより金属を溶かします。2つの金属の接触点を溶かすことにより、金属を溶接することができます。
日本アビオニクス社製