JP6659062B2 - ナノ粒子評価方法およびナノ粒子観察装置 - Google Patents

Description

本発明は、ナノ粒子の分散状態を評価する方法と、ナノ粒子の形状等を観察する装置に関する。

ナノ材料の性能向上や安全性評価に向けて、ナノ粒子の形状評価の精密化が求められている。電子顕微鏡（ＴＥＭ、ＳＥＭ）や原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いれば、ナノメートルオーダーの個々の粒子が観察できる。このため、ナノ粒子の形状等の観察は、ＴＥＭ等を用いて行われている。しかしながら、ＴＥＭ等は、空間分解能が高い分、視野が狭い。不均一に分散されたナノ粒子を有する試料は、粒子が凝集して積み重なっている部分もあれば、粒子が存在しない部分もある。したがって、不均一に分散されたナノ粒子を有する試料では、ＴＥＭ等でどの部分を観察すべきかが容易にわからない。従来は、観察者の勘を頼りに試料のいろいろな部分を見て、ナノ粒子が均一に分散された最適な観察部分を選定していた。

一方、光学顕微鏡は視野が広いので、ナノ粒子が重なってしまっている部分など、明らかに観察に適さない部分を特定することが可能である。しかし、光の回折限界のため、直径が１μｍ以下の粒子の分散状態を直接観察することは困難である。光学顕微鏡を用いた一度の観察によって、試料の数百μｍ角の広い領域から、ＴＥＭ等で観察すべき部分を短時間で選定できれば望ましい。ＴＥＭ等を用いた精密測定の視野は数μｍ角であるため、ＴＥＭ等を用いたナノ粒子の精密測定の前段階で、試料の数μｍ角の部分でナノ粒子の分散状態が光学顕微鏡を用いて評価できれば、効率的にナノ粒子の精密測定ができる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ＴＥＭやＡＦＭ等でナノ粒子を定量的に精密観察すべき試料の部分を、光学顕微鏡等を用いた簡便な手法によって選定することを目的とする。

本発明のナノ粒子評価方法は、分散しているナノ粒子を含む試料のナノ粒子に、三原色を含む光を照射する照射工程と、ナノ粒子による光の散乱光の波長と強度を測定する測定工程と、測定工程で測定された散乱光の波長と強度から、三原色の光の強度の総和である全散乱光強度と、青色の光の強度である青色光強度と、全散乱光強度に対する青色光強度の割合である青色光比率とを、試料の所定の領域内で算出する算出工程と、青色光比率を指標として、ナノ粒子の分散状態を領域内の所定の部分ごとに評価する評価工程を有している。

本発明のナノ粒子観察装置は、分散しているナノ粒子を含む試料を載置するためのステージと、試料が載置された状態で、ステージの上面に対して斜め方向から、ナノ粒子に三原色を含む光を照射するように設けられた光源と、光源から照射された光のナノ粒子による散乱光のうち、試料の所定の領域内の散乱光の波長と強度をデジタルデータとして記録するデジタル機器と、デジタル機器が記録したデジタルデータに基づいて、青色の光の強度である青色光強度と、三原色の光の強度の総和である全散乱光強度とを算出するデジタル処理装置と、ステージの上面と対向するように設けられた探針、およびステージを三次元に移動するステージ制御装置を備える走査型プローブ顕微鏡を有している。

本発明の他のナノ粒子観察装置は、分散しているナノ粒子を含む試料を載置するためのステージと、試料が載置された状態で、ステージの上面に対して斜め方向から、ナノ粒子に三原色を含む光を照射するように設けられた光源と、光源から照射された光のナノ粒子による散乱光のうち、試料の所定の領域内の散乱光の波長と強度をデジタルデータとして記録するデジタル機器と、デジタル機器が記録したデジタルデータに基づいて、青色の光の強度である青色光強度と、三原色の光の強度の総和である全散乱光強度とを算出するデジタル処理装置と、ステージの上面と対向するように設けられた電子銃と、ステージを三次元に移動するステージ制御装置とを備える電子顕微鏡を有している。

本発明によれば、光学顕微鏡等を用いた簡便な手法によって、ＴＥＭやＡＦＭ等でナノ粒子を定量的に精密観察すべき試料の部分が選定できる。

本発明の実施形態に係るナノ粒子観察装置の模式図。 各種真球粒子に白色光を照射したときの散乱光スペクトルの理論計算結果（ａ）と、入射光、粒子、散乱光、入射角、および散乱角の関係を説明するための図（ｂ）。 青色光比率の粒子径依存性を示すグラフ。 実施例の試料からの散乱光をカラーデジタルカメラで撮影したときの画像。 実施例の試料の光学顕微鏡像と、全散乱光強度および青色光比率の解析画像。 実施例の試料ＡのＳＥＭ像。 実施例の試料ＢのＳＥＭ像。

以下、本発明のナノ粒子観察装置およびナノ粒子評価方法について、実施形態と実施例に基づいて詳細に説明する。図面は、ナノ粒子観察装置、ナノ粒子観察装置の構成部材、およびナノ粒子観察装置の周辺部材を模式的に表したものであり、これらの実物の寸法および寸法比は、図面上の寸法および寸法比と必ずしも一致していない。重複説明は適宜省略する。なお、２つの数値の間に「〜」を記載して数値範囲を表す場合には、この２つの数値も数値範囲に含まれるものとする。

（ナノ粒子観察装置）
図１は、本発明の実施形態に係るナノ粒子観察装置１０を模式的に示している。ナノ粒子観察装置１０は、ステージ１２と、光源である白色ＬＥＤ１４と、集光レンズ１６，１８と、マルチモードファイバー２０と、偏光フィルター２２と、接眼レンズ２４と、投影レンズ２６と、デジタル機器であるカラーデジタルカメラ２８と、デジタル処理装置であるコンピュータ３０と、走査型プローブ顕微鏡であるＡＦＭ４０とを備えている。

ステージ１２は、三次元に移動可能で、その上面に試料Ｓを載置する。試料Ｓは、基板Ｐと、基板上で分散しているナノ粒子Ｎを備えている。ステージ１２は、ＡＦＭ４０の構成部材である試料載置台を兼ねている。白色ＬＥＤ１４は、ステージ１２の上面、すなわち基板Ｐの上面に対して斜め方向から、ナノ粒子に白色光が照射されるように設置されている。なお、光源は、三原色、すなわち青色、緑色、および赤色を含む光が照射できれば、白色ＬＥＤ１４でなくもよい。三原色を含む光源として、ハロゲンランプや蛍光灯などが例示できる。また、白色ＬＥＤ１４は、ナノ粒子に照射する白色光の入射角が変更できるように設置されている。このため、様々な材質、大きさ、形状、および分散度等を備えるナノ粒子Ｎの観察に対応できる。

集光レンズ１６は、白色ＬＥＤ１４から射出された白色光を収束する。マルチモードファイバー２０は、集光レンズ１６から入射した白色光を多くのモードに分散して伝送する。集光レンズ１８は、マルチモードファイバー２０から入射した白色光を収束する。本実施形態では、偏光フィルター２２は、白色ＬＥＤ１４が射出した白色光の偏光を適宜変えることができる。このため、様々な材質、大きさ、形状、および分散度等を備えるナノ粒子の観察に対応できる。偏光フィルター２２を通過した白色光は、基板Ｐの上面に対して斜め方向から試料Ｓに照射される。

試料Ｓに照射された白色光は、ナノ粒子Ｎによって散乱される。このうち、所定の散乱角、例えば散乱角１１０°の散乱光が対物レンズ２４によって集光される。対物レンズ２４を通過した散乱光は、さらに投影レンズ２６を通過して、カラーデジタルカメラ２８の焦点面に結像される。本実施形態では、カラーデジタルカメラ２８は、ステージ１２の上面と対向するように、すなわちステージ１２上の試料Ｓからの散乱光像を撮影できるように設けられている。ステージ１２とカラーデジタルカメラ２８の間に光学顕微鏡を設置して、この光学顕微鏡の対物レンズと投影レンズをそれぞれ利用するのが好ましい。この場合、光学顕微鏡の実像焦点位置にカラーデジタルカメラ２８を取り付け、カラーデジタルカメラ２８のフォーカスを基板Ｐの上面に合わせる。光学顕微鏡の空間分解能は、１μｍ以上であってもよい。

カラーデジタルカメラ２８は、白色ＬＥＤ１４から照射された白色光のナノ粒子Ｎによる散乱光のうち、試料Ｓの所定の領域内の散乱光の波長と強度をデジタルデータとして記録する。ここで、試料Ｓの所定の領域内とは、例えば、カラーデジタルカメラ２８の全視野に対応する試料Ｓの数百μｍ角の範囲内である。試料Ｓの大きさによっては、所定の領域内が試料Ｓ全体の場合もある。なお、カラーデジタルカメラ２８でナノ粒子Ｎからの光散乱による像が得られる。しかし、回折限界のため、個々のナノ粒子Ｎを分解して観察することはできない。

光を散乱させるナノ粒子の粒径に応じて、散乱光のスペクトルはレーリー散乱やミー散乱理論に対応する。すなわち、理論的には、粒径１００ｎｍ程度以下のナノ粒子では、光散乱スペクトルがレーリー散乱理論で説明できる。この場合、光散乱スペクトルの短波長成分ほど強度が大きくなる。一方、それよりも粒径が大きいナノ粒子では、光散乱スペクトルがミー散乱理論に従って複雑な形状となる。しかし、一般に、レーリー散乱条件より光散乱スペクトルの長波長成分の強度が大きくなる。したがって、孤立したナノ粒子が分散した試料では、凝集による大きなナノ粒子が多い試料と比較して青色光比率が高くなる。このため、光散乱スペクトルの比較により、孤立粒子の比率の高低について評価が可能である。一方、散乱光の強度はナノ粒子数が多いほど強くなるので、散乱光の強度から粒子密度がある程度推定できる。

そこで、カラーデジタルカメラ２８の出力から三原色の光の強度の総和である全散乱光強度と、青色の光の強度である青色光強度と、全散乱光強度に対する青色光強度の比、すなわち「青色光強度／全散乱光強度」である青色光比率を算出して、青色光強度と青色光比率を指標として、ナノ粒子Ｎを精密観察するのに最適な試料Ｓの部分を求める。ＴＥＭ、ＳＥＭ、およびＡＦＭ等で求められる精密観察に適した条件は、なるべく孤立した粒子が高密度に分散している状態である。したがって、青色光比率が高い試料Ｓの部分や、全散乱光強度が大きい試料Ｓの部分を選択すればよい。なお、試料Ｓの所定の領域内の散乱光の波長と強度をデジタルデータとして記録できれば、カラーデジタルカメラ２８以外のデジタル機器を使用してもよい。

コンピュータ３０は、カラーデジタルカメラ２８が記録したデジタルデータに基づいて、すなわちカラーデジタルカメラ２８の画像信号を取り込んで画像処理し、青色光強度と、全散乱光強度と、青色光比率を各画素で算出する。そして、試料Ｓの所定の領域内の所定の部分（例えば、ＡＦＭ４０の全視野に対応する約十μｍ角）ごとに、全散乱光強度と青色光比率の平均値を算出する。

こうして、カラーデジタルカメラ２８の全視野にわたって、約十μｍ角の部分ごとに、青色光比率と全散乱光強度がわかる。その後、青色光比率が高い試料Ｓの部分、または青色光比率が高く全散乱光強度が大きい試料Ｓの部分を、ＡＦＭ４０で精密観察する。本実施形態ではＡＦＭ４０を用いたが、ＡＦＭ４０に代えて、走査型トンネル顕微鏡等のＡＦＭ４０以外の走査型プローブ顕微鏡を用いてもよいし、電子顕微鏡を用いてもよい。

ＡＦＭ４０は、ステージ１２と、ステージ制御装置４２と、ＡＦＭヘッド４４と、ＡＦＭカンチレバー４６と、探針４８とを備えている。ステージ１２は、カラーデジタルカメラ２８で散乱光を撮影するときの試料載置台を兼ねている。すなわち、試料Ｓのナノ粒子Ｎの分散状態を評価するときに使用する試料載置台と、ＡＦＭ４０でナノ粒子Ｎを精密観察するときに使用する試料載置台が、ステージ１２として共用されている。したがって、カラーデジタルカメラ２８を用いた散乱光撮影とＡＦＭ４０による精密観察が同じ座標軸上で、試料Ｓを管理することができる。

ステージ制御装置４２は、ステージ１２を三次元に移動する。すなわち、コンピュータ３０によって、試料Ｓの最適観察部分の位置が計算され、この最適観察部分の位置の座標に基づいて、最適観察部分がＡＦＭカンチレバー４６の直下に移動するように、ステージ制御装置４２でステージ１２の位置が制御される。このように、カラーデジタルカメラ２８を用いた散乱光撮影のための試料ＳをＡＦＭ４０のステージ１２上に置けば、試料Ｓの精密測定に最適な部分を選定した後、ＡＦＭカンチレバー４６の直下にこの部分をすぐに移動できる。

その後、ＡＦＭヘッド４４とＡＦＭカンチレバー４６を用いて、試料Ｓのナノ粒子のＡＦＭ画像が取得される。この画像に基づいて、ナノ粒子Ｎの形状や粒径等が評価できる。このように、ナノ粒子観察装置１０によれば、試料Ｓの最適観察部分の選択のための時間と労力を大幅に省くことができる。このため、ナノ材料の精密観察を効率よく行うことができ、ナノ材料の開発が加速される。

（ナノ粒子評価方法）
本発明の実施形態に係るナノ粒子評価方法は、照射工程と、測定工程と、算出工程と、評価工程と、観察工程とを備えている。本実施形態のナノ粒子評価方法は、ナノ粒子観察装置１０を使って行ってもよいし、他の装置を使って行ってもよい。照射工程では、分散しているナノ粒子を含む試料のナノ粒子に、三原色を含む光を照射する。測定工程では、ナノ粒子による光の散乱光の波長と強度を測定する。測定工程では、撮像素子で認識された散乱光の波長と強度をデジタルデータとして記録する過程を含むことが好ましい。

算出工程では、測定工程で測定された散乱光の波長と強度から、全散乱光強度と、青色光強度と、青色光比率を、試料の所定の領域内で算出する。評価工程では、青色光比率を指標として、ナノ粒子の分散状態を領域内の所定の部分ごとに評価する。評価工程では、さらに全散乱光強度を指標として、ナノ粒子の分散状態を領域内の所定の部分ごとに評価してもよい。試料が、基板と、基板上で分散しているナノ粒子とを含み、照射工程では、基板上面に対して斜め方向に光を照射してもよい。

図２（ａ）は、粒子径５０〜１０００ｎｍの９種類のＳｉＯ_２真球粒子に、入射角７０°で白色光を照射したときの散乱光スペクトル（散乱角１１０°）を理論計算結果で示している。図２（ｂ）は、入射光、粒子、散乱光、入射角、および散乱角の関係を示している。この散乱光スペクトルの計算は、ミー散乱理論に基づいて行った。図２（ａ）に示すように、レーリー散乱領域である粒子径５０ｎｍの粒子では、散乱光スペクトルが長波長側に向けて単調に減少している。一方、粒子径１００ｎｍを超える粒子では、散乱光スペクトルの重心が赤色側に偏移するとともに、散乱光スペクトルが複雑化している。

図３は、真球微粒子からの散乱光スペクトルを特徴づける青色光比率の粒子径依存性を示している。図２の計算結果から、青色光成分（４２０〜４７０ｎｍ）の可視域全散乱光強度（全散乱光強度）に対する比率を計算した。図３（ａ）によれば、入射角を変えることで、粒子径の変曲点を変えることができることがわかる。図３（ｂ）では、入射光の偏光を選択することで、粒子径の変曲点が変化することがわかる。図３（ａ）および図３（ｂ）により、入射角と偏光の選択によって、評価に必要なナノ粒子の粒径のしきい値（評価基準粒径）を変化させることが可能であることがわかる。

観察工程では、評価工程で評価した試料の所定の部分ごとのナノ粒子の分散状態に基づいて、試料の観察部分を選定し、電子顕微鏡および走査型プローブ顕微鏡の少なくとも一方で観察部分を観察する。試料の観察部分の選定では、試料の青色光比率が高い部分、または試料の青色光比率が高く全散乱光強度が大きい部分を選定する。本実施形態のナノ粒子評価方法は、ナノ粒子の平均粒径が５０〜１００ｎｍであるときに特に有効である。

ステージとカラーデジタルカメラの間に光学顕微鏡を設置したナノ粒子観察装置を用いて、ナノ粒子を含む試料を観察した。光学顕微鏡は、長作動距離対物レンズ（倍率９倍、開口数０．２８、無限焦点補正）と、投影レンズ（焦点距離２００ｍｍ）を備えていた。光学顕微鏡の実像焦点面にカラーデジタルカメラ（２０４８×１５３６画素、画素ピッチ３．２μｍ）を設置した。これにより６４０×４８０μｍ角の範囲が、空間分解能約１μｍで撮影可能であった。

試料は、平坦なＳｉ基板上に平均直径１００ｎｍのシリカ粒子を３種類の手法で分散したものを用いた。試料Ａは、凝集が比較的少ない凍結真空乾燥法により作製した。試料Ｂは、大きな凝集体ができやすい凍結真空乾燥法により作製した。試料Ｃは、通常一般に用いられている自然乾燥により作製した。光源は、高輝度白色パワーＬＥＤ（投入電力３Ｗ）を用いた。白色ＬＥＤから射出された光は、集光レンズでマルチモードファイバー（コア径３００μｍ）に集光され、このファイバーからの射出光を集光レンズで試料面上に集光した。

マルチモードファイバーの射出光側の集光レンズと試料の間に偏光フィルターを設けて、射出光の偏光を制御できるようにした。また、マルチモードファイバーの射出光側の集光レンズの位置を変えて、試料への入射角が変えられるようにした。本実施例では、無偏光で入射角４５〜５０°の白色光を用いて、試料のナノ粒子の分散状態を評価した。カラーデジタルカメラの露光時間は、各画素での強度オーバーが起きない程度に設定し、同じ露光時間でのバックグラウンドも測定した。撮影後、画素情報の損失が起きないように、ＴＩＦＦ形式のファイルとしてカラーデジタルカメラに保存した。試料Ａ、試料Ｂ、および試料Ｃからの散乱光をカラーデジタルカメラで撮影したときの画像を図４に示す。

カラーデジタルカメラに保存したＴＩＦＦファイルをコンピュータで読み込んだ後、バックグラウンドを差し引いて、試料Ａ、試料Ｂ、および試料Ｃの各画素の真の散乱光強度を三原色について求めた。なお、青色光の波長は４２０〜４７０ｎｍ、緑色光の波長は４９０〜６００ｎｍ、赤色光の波長は５４０〜６８０ｎｍとした。そして、３２×３２画素（１０×１０μｍ）の単位で平均化して、三原色の全散乱光強度および青色光比率を指標として、全領域の評価を行った。

図５は、試料Ａ、試料Ｂ、および試料Ｃの光学顕微鏡の画像、全散乱光強度の大小を色の濃淡で表わした解析画像、および青色光比率の高低を色の濃淡で表わした解析画像である。図５では、色が薄いほど、全散乱光強度が大きい、または青色光比率が高い。試料Ａでは、全散乱光強度が大きく、青色光比率が高い部分が島状に存在していた。図６は、グリセリンを添加した試料ＡのＳＥＭ画像である。図６（ａ）から図６（ｃ）の順に、低倍率から高倍率になっている。図７は試料ＢのＳＥＭ画像である。図７（ａ）の倍率は、図７（ｂ）の倍率より低い。図５および図６より、試料Ａの全散乱光強度が大きく、青色光比率が高い島状の部分は、孤立粒子と微小凝集体で構成されており、マイクロメータークラスの大凝集体は存在しないことが確認された。

全散乱光強度は、ナノ粒子数が多いほど大きくなる。１回の精密観察でなるべく多くのナノ粒子を計測するためには、試料の全散乱光強度が大きな部分を測定することが有利である。一方、青色光比率は分散性の良さを示しており、試料の青色光比率が高い部分を測定することで、凝集体の影響を軽減できる。図５から図７より、試料Ｂと比較して試料Ａは、孤立粒子の多い部分が広く分布することがわかった。

図５に示すように、試料Ｃの左側の領域は、粒子密度が高いものの、青色光比率が低いことから、凝集体が多いことがわかる。一方、試料Ｃの右側の領域は粒子密度が低い。粒子密度が低いほど凝集しにくいと一般的には予想できるが、図５の試料Ｃの画像より、必ずしも粒子密度が低ければ粒子が凝集しにくいわけではなく、粒子密度がある程度高く、かつ凝集が少ない（青色光比率が高い）部分があることがわかった。

図５に示すように、試料Ｂでは、全散乱光強度および青色光比率がほぼ均一であるが、青色光比率が０．６を超えている領域がなかった。図７より、試料Ｂの光学顕微鏡画像で観測される点状の領域は、大凝集体であることが確認された。この結果は、青色光比率と全散乱光強度から予想されるものであり、本発明の青色光比率、または青色光比率および全散乱光強度を指標として、ナノ粒子の分散状態を試料の所定の領域内の所定の部分ごとに評価する方法が有効であることを示している。

一方、図５に示すように、試料Ｃでは、全散乱光強度および青色光比率が場所により大きく異なる。全体的に見ると、全散乱光強度が大きい領域では青色光比率が小さい。全散乱光強度大きい領域は、多数のナノ粒子が凝集している領域であるからだと考えられる。また、全散乱光強度が小さい領域であっても、青色光比率が低い部分もあり、必ずしも粒子密度が低ければ粒子が凝集しにくいわけではないことが判明した。ナノ粒子が不均一に分散された試料では、一般的になるべく凝集体が少ない部分を観察するために、粒子濃度が低い部分を観察部分として選定する傾向があった。しかし、本実施例の結果から、必ずしも試料のナノ粒子の密度が低い部分が観察に適しているわけではなく、本発明により最適な場所を選択することが有効であることがわかった。

１０ ナノ粒子観察装置
１２ ステージ
１４ 白色ＬＥＤ
１６，１８ 集光レンズ
２０ マルチモードファイバー
２２ 偏光フィルター
２４ 対物レンズ
２６ 投影レンズ
２８ カラーデジタルカメラ
３０ コンピュータ
４０ ＡＦＭ
４２ ステージ制御装置
４４ ＡＦＭヘッド
４６ ＡＦＭカンチレバー
４８ 探針
Ｓ 試料
Ｐ 基板
Ｎ ナノ粒子

Claims (12)

1. 分散しているナノ粒子を含む試料の前記ナノ粒子に、三原色を含む光を照射する照射工程と、
   前記ナノ粒子による前記光の散乱光の波長と強度を測定する測定工程と、
   前記測定工程で測定された散乱光の波長と強度から、三原色の光の強度の総和である全散乱光強度と、青色の光の強度である青色光強度と、前記全散乱光強度に対する前記青色光強度の割合である青色光比率とを、前記試料の所定の領域内で算出する算出工程と、
   前記青色光比率を指標として、前記ナノ粒子の分散状態を前記領域内の所定の部分ごとに評価する評価工程と、
   を有するナノ粒子評価方法。
2. 請求項１において、
   前記評価工程では、さらに前記全散乱光強度を指標として、前記ナノ粒子の分散状態を前記領域内の所定の部分ごとに評価するナノ粒子評価方法。
3. 請求項１または２において、
   前記試料が、基板と、前記基板上で分散しているナノ粒子とを含み、
   前記照射工程では、基板上面に対して斜め方向に前記光を照射するナノ粒子評価方法。
4. 請求項１から３のいずれかにおいて、
   前記評価工程で評価した前記試料の所定の部分ごとの前記ナノ粒子の分散状態に基づいて、前記試料の観察部分を選定し、電子顕微鏡および走査型プローブ顕微鏡の少なくとも一方で前記観察部分を観察する観察工程をさらに有するナノ粒子評価方法。
5. 請求項１から４のいずれかにおいて、
   前記ナノ粒子の平均粒径が５０〜１００ｎｍであるナノ粒子評価方法。
6. 請求項１から５のいずれかにおいて、
   前記測定工程では、撮像素子で認識された前記散乱光の波長と強度をデジタルデータとして記録する過程を含むナノ粒子評価方法。
7. 分散しているナノ粒子を含む試料を載置するためのステージと、
   前記試料が載置された状態で、前記ステージの上面に対して斜め方向から、前記ナノ粒子に三原色を含む光を照射するように設けられた光源と、
   前記光源から照射された前記光の前記ナノ粒子による散乱光のうち、前記試料の所定の領域内の散乱光の波長と強度をデジタルデータとして記録するデジタル機器と、
   前記デジタル機器が記録したデジタルデータに基づいて、青色の光の強度である青色光強度と、三原色の光の強度の総和である全散乱光強度と、前記全散乱光強度に対する前記青色光強度の割合である青色光比率とを、前記試料の所定の領域内で算出し、前記青色光比率を指標として、前記ナノ粒子の分散状態を前記領域内の所定の部分ごとに評価するデジタル処理装置と、
   前記ステージの上面と対向するように設けられた探針と、前記ステージを三次元に移動するステージ制御装置とを備える走査型プローブ顕微鏡と、
   を有するナノ粒子観察装置。
8. 分散しているナノ粒子を含む試料を載置するためのステージと、
   前記試料が載置された状態で、前記ステージの上面に対して斜め方向から、前記ナノ粒子に三原色を含む光を照射するように設けられた光源と、
   前記光源から照射された前記光の前記ナノ粒子による散乱光のうち、前記試料の所定の領域内の散乱光の波長と強度をデジタルデータとして記録するデジタル機器と、
   前記デジタル機器が記録したデジタルデータに基づいて、青色の光の強度である青色光強度と、三原色の光の強度の総和である全散乱光強度と、前記全散乱光強度に対する前記青色光強度の割合である青色光比率とを、前記試料の所定の領域内で算出し、前記青色光比率を指標として、前記ナノ粒子の分散状態を前記領域内の所定の部分ごとに評価するデジタル処理装置と、
   前記ステージの上面と対向するように設けられた電子銃と、前記ステージを三次元に移動するステージ制御装置とを備える電子顕微鏡と、
   を有するナノ粒子観察装置。
9. 請求項７または８において、
   前記デジタル機器がカラーデジタルカメラであるナノ粒子観察装置。
10. 請求項７から９のいずれかにおいて、
    前記ステージと前記デジタル機器の間に、光学顕微鏡をさらに有するナノ粒子観察装置。
11. 請求項７から１０のいずれかにおいて、
    前記ステージと前記光源の間に、前記光源が射出した光の偏光を変えられる偏光フィルターをさらに有するナノ粒子観察装置。
12. 請求項７から１１のいずれかにおいて、
    前記光源が、前記ナノ粒子に照射する前記光の入射角を変更できるナノ粒子観察装置。

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