JP2018109577A

JP2018109577A - Analyzer

Info

Publication number: JP2018109577A
Application number: JP2017000717A
Authority: JP
Inventors: 泰前田; Yasushi Maeda; 昇田口; Noboru Taguchi; 栄部　比夏里; Hikari Sakabe; 比夏里栄部
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2017-01-05
Filing date: 2017-01-05
Publication date: 2018-07-12

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an analyzer capable of obtaining electronic conduction network in a sample to be analyzed.SOLUTION: An analyzer 10 includes a measuring instrument 1, calculation means 2 and image generation means 3. The measuring instrument 1 is configured to measure resistance distribution of a sample to be analyzed by the scanning spread resistance microscopy. The calculation means 2 is configured to obtain potential in each of a plurality of points constituting an object region where current distribution is obtained based on the measured resistance distribution, to calculate current distribution indicating distribution of current based on the obtained potential. The image generation means 3 is configured to generate an image indicating the current distribution, based on the current distribution.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、分析装置に関する。 The present invention relates to an analyzer.

従来、電極の評価装置が知られている(特許文献１)。この電極の評価装置は、リチウムイオン電池等の電極を評価するものであって、活物質とバインダーとを含む活物質層が、集電体上に形成されてなる電極の活物質層および集電体を含む断面の観察像と、断面に存在する個々の活物質の導電性評価結果とを相関させることにより、電池内における電気的に活性な活物質の分布状態を測定するものである。 Conventionally, an electrode evaluation apparatus is known (Patent Document 1). This electrode evaluation apparatus evaluates an electrode of a lithium ion battery or the like, and an active material layer and a current collector of an electrode in which an active material layer containing an active material and a binder is formed on a current collector. The distribution state of the electrically active active material in the battery is measured by correlating the observation image of the cross section including the body with the conductivity evaluation result of each active material existing in the cross section.

また、電極材料の定量化装置が知られている(特許文献２)。この電極材料の定量化装置は、電極中の材料の分布の情報を取得する材料分布取得手段と、電極中の抵抗の分布の情報を取得する抵抗分布取得手段と、材料の分布の情報と抵抗の分布の情報とから散布図を作成する散布図作成手段と、散布図を複数の領域に分割する分割手段と、分割された領域に基づいて電極を構成する材料の定量化を行う定量化手段とを備える。 Also, an electrode material quantification device is known (Patent Document 2). This electrode material quantification apparatus includes material distribution acquisition means for acquiring information on the distribution of materials in the electrode, resistance distribution acquisition means for acquiring information on the distribution of resistance in the electrodes, information on the distribution of materials and resistance Scatter chart creating means for creating a scatter chart from information on the distribution of the scatter, splitting means for dividing the scatter chart into a plurality of areas, and quantification means for quantifying the material constituting the electrode based on the divided areas With.

即ち、電極材料の定量化装置は、走査型広がり抵抗顕微鏡法(ＳＳＲＭ法)によって電極の抵抗分布を測定し、その測定した電極の抵抗分布に基づいて活性な活物質と不活性な活物質との割合を見積もる。 That is, the electrode material quantification apparatus measures the resistance distribution of an electrode by scanning spread resistance microscopy (SSRM method), and based on the measured resistance distribution of the electrode, an active active material and an inactive active material Estimate the percentage of

特開２０１４−８１３６２号公報JP 2014-81362 A 特開２０１４−２０３６６５号公報JP 2014-203665 A

電池等の電子デバイスにおいては、電子伝導ネットワークの理解が不可欠であり、その微視的な解析が重要である。従って、走査型広がり抵抗顕微鏡法(ＳＳＲＭ法)に対する注目が集まっている。 In an electronic device such as a battery, an understanding of an electron conduction network is indispensable, and its microscopic analysis is important. Accordingly, attention has been focused on scanning spreading resistance microscopy (SSRM method).

しかし、ＳＳＲＭ法を用いた解析では、電子伝導ネットワークが顕わになっていない。 However, an analysis using the SSRM method does not reveal an electron conduction network.

そこで、この発明の実施の形態によれば、分析対象の試料における電子伝導ネットワークを得ることができる分析装置を提供する。 Therefore, according to the embodiment of the present invention, an analyzer capable of obtaining an electron conduction network in a sample to be analyzed is provided.

（構成１）
この発明の実施の形態によれば、分析装置は、測定器と、計算手段とを備える。測定器は、走査型広がり抵抗顕微鏡法によって分析対象の試料の抵抗分布を測定する。計算手段は、測定された抵抗分布に基づいて電流分布を求める対象領域を構成する複数の点の各々における電位を求め、その求めた電位に基づく電流の分布を示す電流分布を計算する。 (Configuration 1)
According to the embodiment of the present invention, the analyzer includes a measuring instrument and a calculation means. The measuring instrument measures the resistance distribution of the sample to be analyzed by scanning spreading resistance microscopy. The calculation means obtains a potential at each of a plurality of points constituting a target region for which a current distribution is obtained based on the measured resistance distribution, and calculates a current distribution indicating a current distribution based on the obtained potential.

計算手段は、抵抗分布に基づいて対象領域の各点間に流れる電流を求めるので、電子伝導ネットワークを得ることができる。特に、電流が流れる経路を想定することが困難である系においても、電子伝導ネットワークを得ることができる。 Since the calculation means obtains the current flowing between the points in the target area based on the resistance distribution, an electron conduction network can be obtained. In particular, an electron conduction network can be obtained even in a system in which it is difficult to assume a path through which a current flows.

（構成２）
構成１において、測定器は、更に、試料の抵抗分布と同時に試料の表面凹凸を測定する。 (Configuration 2)
In the configuration 1, the measuring instrument further measures the surface unevenness of the sample simultaneously with the resistance distribution of the sample.

従って、試料の凹部および／または凸部における電子伝導を分析できる。 Therefore, the electron conduction in the concave part and / or convex part of the sample can be analyzed.

（構成３）
構成１または構成２において、分析装置は、画像生成手段を更に備える。画像生成手段は、計算された電流分布を示す画像を生成する。 (Configuration 3)
In Configuration 1 or Configuration 2, the analysis apparatus further includes image generation means. The image generation means generates an image indicating the calculated current distribution.

従って、試料の電子伝導ネットワークを視覚的に得ることができる。 Therefore, the electron conduction network of the sample can be obtained visually.

（構成４）
構成３において、画像生成手段は、更に、抵抗分布を示す画像を生成する。 (Configuration 4)
In Configuration 3, the image generation unit further generates an image indicating the resistance distribution.

抵抗分布を示す画像と、電流分布を示す画像とを参照して、各抵抗値を有する部分における電流を視覚的に得ることができる。 With reference to the image showing the resistance distribution and the image showing the current distribution, the current in the portion having each resistance value can be visually obtained.

（構成５）
構成３または構成４において、画像生成手段は、更に、試料の表面凹凸を示す画像を生成する。 (Configuration 5)
In Configuration 3 or Configuration 4, the image generation unit further generates an image showing the surface irregularities of the sample.

電流分布を示す画像と、試料の表面凹凸を示す画像とに基づいて、試料の凹部および／または凸部における電子伝導ネットワークを視覚的に得ることができる。 Based on the image showing the current distribution and the image showing the surface irregularities of the sample, the electron conduction network in the concave portion and / or convex portion of the sample can be visually obtained.

（構成６）
構成３から構成５のいずれか１つにおいて、計算手段は、更に、電流分布に基づいて電流のヒストグラムを生成する。 (Configuration 6)
In any one of the configuration 3 to the configuration 5, the calculation unit further generates a current histogram based on the current distribution.

試料の電子伝導ネットワークにおける電流値の分布を得ることができる。 A distribution of current values in the electron conduction network of the sample can be obtained.

（構成７）
構成６において、計算手段は、更に、抵抗分布に基づいて試料の抵抗のヒストグラムを生成する。 (Configuration 7)
In the configuration 6, the calculation means further generates a histogram of the resistance of the sample based on the resistance distribution.

電流のヒストグラムおよび抵抗のヒストグラムに基づいて、電流値の分布が抵抗値の分布に対応するか否かを検知できる。 Based on the current histogram and the resistance histogram, it is possible to detect whether the current value distribution corresponds to the resistance value distribution.

分析対象の試料における電子伝導ネットワークを得ることができる。 An electron conduction network in the sample to be analyzed can be obtained.

この発明の実施の形態１による分析装置の概略図である。It is the schematic of the analyzer by Embodiment 1 of this invention. 図１に示す測定器の概略図である。It is the schematic of the measuring device shown in FIG. 電流分布を求める方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method of calculating | requiring electric current distribution. 電流分布の計算方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the calculation method of electric current distribution. 図２に示す試料の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the sample shown in FIG. 図１に示す分析装置を用いて分析された電流分布の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the electric current distribution analyzed using the analyzer shown in FIG. サンプルＡ、サンプルＢ、サンプルＣおよびサンプルＤの電流および抵抗を示す図である。It is a figure which shows the electric current and resistance of a sample A, a sample B, a sample C, and a sample D. 実施の形態２による分析装置の概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram of an analyzer according to Embodiment 2. サンプルＡのＡＦＭ像、ＳＳＲＭ像および電流分布像を示す図である。It is a figure which shows the AFM image of sample A, an SSRM image, and an electric current distribution image. サンプルＢのＡＦＭ像、ＳＳＲＭ像および電流分布像を示す図である。It is a figure which shows the AFM image of sample B, an SSRM image, and an electric current distribution image. サンプルＣのＡＦＭ像、ＳＳＲＭ像および電流分布像を示す図である。It is a figure which shows the AFM image of the sample C, an SSRM image, and an electric current distribution image. サンプルＤのＡＦＭ像、ＳＳＲＭ像および電流分布像を示す図である。It is a figure which shows the AFM image, SSRM image, and current distribution image of sample D. 実施の形態３による分析装置の概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram of an analyzer according to a third embodiment. 抵抗および電流のヒストグラムを示す図である。It is a figure which shows the histogram of resistance and an electric current.

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による分析装置の概略図である。図１を参照して、この発明の実施の形態１による分析装置１０は、測定器１と、計算手段２と、画像生成手段３とを備える。 [Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic diagram of an analyzer according to Embodiment 1 of the present invention. Referring to FIG. 1, analysis apparatus 10 according to Embodiment 1 of the present invention includes measuring instrument 1, calculation means 2, and image generation means 3.

測定器１は、分析対象である試料の抵抗分布を走査型広がり抵抗顕微鏡法(ＳＳＲＭ法)によって測定する。そして、測定器１は、その測定した抵抗分布を計算手段２へ出力する。 The measuring instrument 1 measures the resistance distribution of the sample to be analyzed by scanning spread resistance microscopy (SSRM method). The measuring instrument 1 then outputs the measured resistance distribution to the calculating means 2.

計算手段２は、抵抗分布を測定器１から受け、その受けた抵抗分布に基づいて、後述する方法によって試料に流れる電流分布を計算する。そして、計算手段２は、その計算した電流分布を画像生成手段３へ出力する。 The calculation means 2 receives the resistance distribution from the measuring instrument 1 and calculates the distribution of current flowing through the sample by a method described later based on the received resistance distribution. Then, the calculation unit 2 outputs the calculated current distribution to the image generation unit 3.

画像生成手段３は、電流分布を計算手段２から受け、電流分布を示す画像を生成する。 The image generation means 3 receives the current distribution from the calculation means 2 and generates an image showing the current distribution.

図２は、図１に示す測定器１の概略図である。図２を参照して、測定器１は、試料台１１と、直流電源１２と、カンチレバー１３と、対数アンプ１４と、校正部１５とを含む。 FIG. 2 is a schematic diagram of the measuring instrument 1 shown in FIG. Referring to FIG. 2, measuring instrument 1 includes a sample stage 11, a DC power supply 12, a cantilever 13, a logarithmic amplifier 14, and a calibration unit 15.

試料台１１は、導体からなる。そして、試料台１１は、試料１６を支持する。 The sample stage 11 is made of a conductor. The sample stage 11 supports the sample 16.

直流電源１２は、例えば、試料台１１と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。そして、直流電源１２は、例えば、１〜２Ｖの直流電圧を試料台１１に印加する。 The DC power supply 12 is connected between the sample stage 11 and the ground potential GND, for example. Then, the DC power source 12 applies a DC voltage of 1 to 2 V to the sample table 11, for example.

カンチレバー１３は、探針１３１を有する。探針１３１は、先端が尖った形状を有し、例えば、シリコンの表面をダイヤモンドによってコーティングした構造からなる。 The cantilever 13 has a probe 131. The probe 131 has a shape with a pointed tip, and has, for example, a structure in which the surface of silicon is coated with diamond.

そして、カンチレバー１３は、探針１３１によって、分析対象である試料１６を走査する。 The cantilever 13 scans the sample 16 to be analyzed with the probe 131.

対数アンプ１４は、例えば、カンチレバー１３と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。対数アンプ１４は、例えば、１０ｐＡ〜０.１ｍＡの範囲の電流を検出可能である。そして、対数アンプ１４は、直流電圧が試料台１１に印加されたときに試料１６に流れる電流(ｌｏｇ(Ｉ))を検出し、その検出した電流ｌｏｇ(Ｉ)を校正部１５へ出力する。この場合、対数アンプ１４は、探針１３１が試料１６の表面を走査したときの各領域における電流を検出するので、電流ｌｏｇ(Ｉ)は、試料１６の各領域に対応付けられている。 For example, the logarithmic amplifier 14 is connected between the cantilever 13 and the ground potential GND. The logarithmic amplifier 14 can detect a current in a range of 10 pA to 0.1 mA, for example. The logarithmic amplifier 14 detects a current (log (I)) flowing through the sample 16 when a DC voltage is applied to the sample table 11 and outputs the detected current log (I) to the calibration unit 15. In this case, since the logarithmic amplifier 14 detects a current in each region when the probe 131 scans the surface of the sample 16, the current log (I) is associated with each region of the sample 16.

校正部１５は、電流ｌｏｇ(Ｉ)を対数アンプ１４から受ける。そして、校正部１５は、試料台１１に印加された直流電圧を用いて電流ｌｏｇ(Ｉ)を抵抗ｌｏｇ(Ｒ)に変換する。電流ｌｏｇ(Ｉ)は、試料１６の各領域に対応付けられているので、抵抗ｌｏｇ(Ｒ)も、試料１６の各領域に対応付けられている。従って、抵抗ｌｏｇ(Ｒ)は、抵抗の分布を表すことになる。そこで、以下では、抵抗ｌｏｇ(Ｒ)を抵抗分布ｌｏｇ(Ｒ)と呼ぶ。 The calibration unit 15 receives the current log (I) from the logarithmic amplifier 14. Then, the calibration unit 15 converts the current log (I) into the resistance log (R) using the DC voltage applied to the sample stage 11. Since the current log (I) is associated with each region of the sample 16, the resistance log (R) is also associated with each region of the sample 16. Therefore, the resistance log (R) represents the distribution of resistance. Therefore, hereinafter, the resistance log (R) is referred to as a resistance distribution log (R).

校正部１５は、求めた抵抗分布ｌｏｇ(Ｒ)を計算手段２へ出力する。 The calibration unit 15 outputs the obtained resistance distribution log (R) to the calculation means 2.

図３は、電流分布を求める方法を説明するための図である。図３を参照して、領域Ｓにおいて、抵抗分布ｌｏｇ(Ｒ)は、例えば、正方形の形状を有し、碁盤目状に配置された複数の点ｓ_i,j(ｉおよびｊの各々は、０，１，２，３，・・・，ｎ＋１である。)からなる。 FIG. 3 is a diagram for explaining a method for obtaining a current distribution. Referring to FIG. 3, in region S, resistance distribution log (R) has, for example, a square shape, and a plurality of points s _{i, j} (i and j each arranged in a grid pattern are 0, 1, 2, 3,..., N + 1).

計算手段２は、領域ＳのＸ軸方向の両端には、金属２１，２２が配置され、Ｙ軸方向の両端には、絶縁体２３，２４が配置されると仮定して電流分布を計算する。 The calculation means 2 calculates the current distribution on the assumption that the metals 21 and 22 are disposed at both ends in the X-axis direction of the region S and the insulators 23 and 24 are disposed at both ends in the Y-axis direction. .

１つの点ｓ_i,j(ｉ＝１〜ｎ、ｊ＝１〜ｎ)の電位をｅ０とし、点ｓ_i,jに隣接する４つの点ｓ_i-1,j，ｓ_i,j+1，ｓ_i+1,j，ｓ_i,j-1の電位をそれぞれｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４とする。 A potential of one point s _{i, j} (i = 1 to n, j = 1 to n) is set to e0, and four points s _{i−1, j} , s _{i, j + 1} adjacent to the point s _{i, j} are set. , S _{i + 1, j} , and s _{i, j−1} are e1, e2, e3, and e4, respectively.

点ｓ_i-1,jから点ｓ_i,jへ流れる電荷量は、(ｅ１−ｅ０)／Ｒ１であり、点ｓ_i,j+1から点ｓ_i,jへ流れる電荷量は、(ｅ２−ｅ０)／Ｒ２であり、点ｓ_i+1,jから点ｓ_i,jへ流れる電荷量は、(ｅ３−ｅ０)／Ｒ３であり、点ｓ_i,j-1から点ｓ_i,jへ流れる電荷量は、(ｅ４−ｅ０)／Ｒ４である。従って、４つの点ｓ_i-1,j，ｓ_i,j+1，ｓ_i+1,j，ｓ_i,j-1から点ｓ_i,jへ流れる電荷量ｑは、次式によって表される。 The amount of charge flowing from the point s _{i-1, j} to the point s _{i, j} is (e1-e0) / R1, and the amount of charge flowing from the point s _{i, j} _{+ 1} to the point s _{i, j} is (e2 -E0) / R2, and the amount of charge flowing from the point s _{i + 1, j} to the point s _{i, j} is (e3-e0) / R3, and from the point s _{i, j-1} to the point s _{i, j} The amount of charge that flows to (e4-e0) / R4. Accordingly, the amount of charge q flowing from the four points s _{i−1, j} , s _{i, j + 1} , s _{i + 1, j} , s _{i, j−1} to the point s _{i, j} is expressed by the following equation. The

［数１］
ｑ＝(ｅ１−ｅ０)／Ｒ１＋(ｅ２−ｅ０)／Ｒ２＋(ｅ３−ｅ０)／Ｒ３＋(ｅ４−ｅ０)／Ｒ４・・・(１) [Equation 1]
q = (e1-e0) / R1 + (e2-e0) / R2 + (e3-e0) / R3 + (e4-e0) / R4 (1)

式(１)において、Ｒ１は、点ｓ_i-1,jと点ｓ_i,jとの間の抵抗であり、Ｒ２は、点ｓ_i,j+1と点ｓ_i,jとの間の抵抗であり、Ｒ３は、点ｓ_i+1,jと点_i,jとの間の抵抗であり、Ｒ４は、点ｓ_i,j-1と点ｓ_i,jとの間の抵抗である。 In the equation (1), R1 is a resistance between the points s _{i−1, j} and s _{i, j} , and R2 is between the points s _{i, j + 1} and s _{i, j} . R3 is a resistance between the point s _{i + 1, j} and the point _{i, j} , and R4 is a resistance between the point s _{i, j-1} and the point s _{i, j.} .

定常状態では、４つの点ｓ_i-1,j，ｓ_i,j+1，ｓ_i+1,j，ｓ_i,j-1から点ｓ_i,jへ流れる電荷量ｑは、ゼロであり、式(１)は、次式に変換される。 In the steady state, the amount of charge q flowing from the four points s _{i-1, j} , s _{i, j + 1} , s _{i + 1, j} , s _{i, j-1} to the point s _{i, j} is zero. Equation (1) is converted into the following equation.

［数２］
ｅ０＝(ｅ１／Ｒ１＋ｅ２／Ｒ２＋ｅ３／Ｒ３＋ｅ４／Ｒ４)／(１／Ｒ１＋１／Ｒ２＋１／Ｒ３＋１／Ｒ４)・・・(２) [Equation 2]
e0 = (e1 / R1 + e2 / R2 + e3 / R3 + e4 / R4) / (1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 + 1 / R4) (2)

式(２)は、測定領域の点ｓ_i,jの全てにおいて成り立つ。 Equation (2) holds for all of the measurement area points s _{i, j} .

この発明の実施の形態においては、式(２)を複数の点ｓ_i,jの全てに繰り返し適用することによって電位分布を求め、電流分布を求める。なお、全ての点ｓ_i,jについての式(２)を表す行列式＜Ｋ＞・＜ｅ＞＝０について、＜Ｋ＞の逆行列を計算することによって電位分布を計算してもよい。 In the embodiment of the present invention, the potential distribution is obtained by repeatedly applying Equation (2) to all of the plurality of points s _{i, j} to obtain the current distribution. Note that the potential distribution may be calculated by calculating the inverse matrix of <K> for the determinant <K> · <e> = 0 representing the expression (2) for all points s _{i, j} .

式(２)を繰り返し適用する場合、式(２)を単純に繰り返すのではなく、次式を用いて、各点ｓ_i,jにおけるｍ(ｍは、１以上の整数)回目の電位ｅ_i,j(ｍ)を求める。 When the expression (2) is repeatedly applied, the expression (2) is not simply repeated, but the following expression is used to determine the potential e _i of the m (m is an integer of 1 or more) times at each point s _{i, j} . _{, j} (m).

［数３］
ｅ_i,j(ｍ)＝ｅ_i,j(ｍ−１)＋α(ｅ₀−ｅ_i,j(ｍ−１))・・・(３)
式(３)において、αは、計算加速係数を表し、１よりも大きい計算加速係数αを用いることによって、計算時間を短縮できる。α＝１である場合、式(２)を直接適用したことになる。 [Equation 3]
e _{i, j} (m) = e _{i, j} (m−1) + α (e ₀ −e _{i, j} (m−1)) (3)
In Expression (3), α represents a calculation acceleration coefficient, and the calculation time can be shortened by using a calculation acceleration coefficient α larger than 1. When α = 1, Equation (2) is directly applied.

図４は、電流分布の計算方法を説明するためのフローチャートである。図４を参照して、電流分布の計算が開始されると、計算手段２は、抵抗分布ｌｏｇ(Ｒ)を測定器１から受け、その受けた抵抗分布ｌｏｇ(Ｒ)を抵抗Ｒに変換する(ステップＳ１)。抵抗分布ｌｏｇ(Ｒ)と同様に抵抗Ｒも点ｓ_i,jに対応付けられる。電流は、点ｓ_{ｉ−１，ｊ}と点ｓ_i,j、点ｓ_i,j+1と点ｓ_i,j、点ｓ_i+1,jと点ｓ_i,j、点ｓ_i,j-1と点ｓ_i,jのように２点間を流れるので、式(２)における抵抗値は、対応する２点の抵抗の平均値とした。 FIG. 4 is a flowchart for explaining a method of calculating a current distribution. Referring to FIG. 4, when the calculation of the current distribution is started, calculation means 2 receives resistance distribution log (R) from measuring instrument 1 and converts the received resistance distribution log (R) into resistance R. (Step S1). Similar to the resistance distribution log (R), the resistance R is also associated with the point s _{i, j} . The current is expressed as point s _{i-1, j} and point s _{i, j} , point s _{i, j + 1} , point s _{i, j} , point s _{i + 1, j} , point s _{i, j} , point s _{i, j} Since the current flows between two points like ₋₁ and point s _{i, j} , the resistance value in the equation (2) is the average value of the corresponding two points.

ステップＳ１の後、計算手段２は、ｍ＝０を設定する(ステップＳ２)。 After step S1, the calculation means 2 sets m = 0 (step S2).

そして、計算手段２は、各点ｓ_i,jの電位の初期値ｅ_i,j(０)、計算加速係数αおよび境界条件を設定する(ステップＳ３)。 Then, the calculation means 2 sets the initial value e _{i, j} (0) of the potential of each point s _{i, j} , the calculation acceleration coefficient α, and the boundary condition (step S3).

より具体的には、計算手段２は、図３に示す金属２１と金属２２との電位を、例えば、それぞれ、０Ｖ，１Ｖに設定し、一定の電位勾配となるように各点ｓ_i,jに電位の初期値ｅ_i,j(０)を割り振る。また、計算手段２は、例えば、１.５〜１.８の範囲で計算加速係数αを設定する、更に、計算手段２は、金属２１と金属２２の抵抗を０Ω、絶縁体２３と絶縁体２４の抵抗を無限大として、境界条件を設定する。 More specifically, the calculation means 2 sets the potentials of the metal 21 and the metal 22 shown in FIG. 3 to, for example, 0 V and 1 V, respectively, and sets each point s _{i, j} so as to have a constant potential gradient. Is assigned the initial potential e _{i, j} (0). Further, the calculation means 2 sets the calculation acceleration coefficient α in the range of 1.5 to 1.8, for example. Further, the calculation means 2 sets the resistance of the metal 21 and the metal 22 to 0Ω, and the insulator 23 and the insulator. The boundary condition is set with the resistance of 24 set to infinity.

ステップＳ３の後、計算手段２は、ｍ＝ｍ＋１を設定する(ステップＳ４)。 After step S3, the calculation means 2 sets m = m + 1 (step S4).

次に、計算手段２は、点ｓ_i,j (ｉ＝１〜ｎ、ｊ＝１〜ｎ)について、電位ｅ_i,j(ｍ)を計算する(ステップＳ５)。具体的には、例えば、電位ｅ_i-1,j(ｍ−１)、電位ｅ_i,j+1(ｍ−１)、電位ｅ_i+1,j(ｍ−１)、電位ｅ_i,j-1(ｍ−１)および２点間の抵抗を式(２)に適用して各点ｓ_i,jの電位ｅ_i,j(ｍ)を計算し、その計算した電位ｅ_i,j(ｍ)を式(３)の電位ｅ０として式(３)に適用するとともに電位ｅ_i,j(ｍ−１)および計算加速係数αを式(３)に適用して各点ｓ_i,jの電位ｅ_i,j(ｍ)を計算する。 Next, the calculation means 2 calculates the potential e _{i, j} (m) for the points s _{i, j} (i = 1 to n, j = 1 to n) (step S5). Specifically, for example, potential e _{i−1, j} (m−1), potential e _{i, j + 1} (m−1), potential e _{i + 1, j} (m−1), potential e _i, The potential e _{i, j} (m) of each point s _{i, j} is calculated by applying _j−1 (m−1) and the resistance between the two points to the equation (2), and the calculated potential e _{i, j} (m) is applied to equation (3) as potential e0 in equation (3), and potential ei _{, j} (m-1) and calculation acceleration coefficient α are applied to equation (3) to obtain each point s _{i, j} The potential e _{i, j} (m) is calculated.

そして、計算手段２は、金属２１から流入する電流(入力電流)と金属２２へ流出する電流(出力電流)を計算する(ステップＳ６)。より具体的には、計算手段２は、例えば、点ｓ_0,jから点ｓ_1,jに流れる電流、および点ｓ_n,jから点ｓ_n+1,jに流れる電流のｊ＝１〜ｎに対する総和として、それぞれ、入力電流および出力電流を計算する。 Then, the calculating means 2 calculates a current flowing from the metal 21 (input current) and a current flowing out to the metal 22 (output current) (step S6). More specifically, for example, the calculation means 2 calculates j = 1 to 1 of the current flowing from the point s _{0, j} to the point s _{1, j} and the current flowing from the point s _n _{, j} to the point s _{n + 1, j} . Calculate the input current and the output current, respectively, as the sum for n.

ステップＳ６の後、計算手段２は、計算を終了するか否かを判定する(ステップＳ７)。より具体的には、計算手段２は、入力電流と出力電流とが一致した場合、または入力電流と出力電流との差がしきい値(例えば、１％)以下になった場合に計算を終了すると判定し、入力電流と出力電流との差がしきい値よりも大きい場合に計算を終了しないと判定する方法によって、計算を終了するか否かを判定する。 After step S6, the calculation means 2 determines whether or not to end the calculation (step S7). More specifically, the calculation means 2 ends the calculation when the input current and the output current coincide with each other, or when the difference between the input current and the output current becomes a threshold value (for example, 1%) or less. Then, it is determined whether or not to end the calculation by a method of determining that the calculation is not ended when the difference between the input current and the output current is larger than the threshold value.

ステップＳ７において、計算を終了しないと判定されたとき、一連の動作は、ステップＳ４へ戻り、ステップＳ７において、計算を終了すると判定されるまで、ステップＳ４〜ステップＳ７が繰り返し実行される。 When it is determined in step S7 that the calculation is not terminated, the series of operations returns to step S4, and steps S4 to S7 are repeatedly executed until it is determined in step S7 that the calculation is terminated.

そして、ステップＳ７において、計算を終了すると判定されると、計算手段２は、電位ｅ_i,j(ｍ)を用いて電流分布を計算する(ステップＳ８)。より具体的には、計算によって得られた電位分布ｅ_i,jを用いて、例えば、各点におけるＸ方向およびＹ方向の電流を求め、その求めた電流の二乗和の平方根として各点の電流値を求める。これによって、電流分布が得られる。ステップＳ８の後、計算手段２は、動作を終了する。 If it is determined in step S7 that the calculation is to be terminated, the calculation means 2 calculates a current distribution using the potential e _{i, j} (m) (step S8). More specifically, using the potential distribution e _{i, j} obtained by calculation, for example, currents in the X direction and Y direction at each point are obtained, and the current at each point is obtained as the square root of the square sum of the obtained currents. Find the value. Thereby, a current distribution is obtained. After step S8, the calculation means 2 ends the operation.

上記においては、図３に示すように、金属２１から金属２２へ流れる電流の電流分布を計算したが、金属２１，２２を絶縁体に変え、絶縁体２３，２４を金属に変えることによって、図３の紙面上、上下方向に流れる電流の電流分布を図４に示すフローチャートに従って計算することができる。 In the above, the current distribution of the current flowing from the metal 21 to the metal 22 is calculated as shown in FIG. 3, but by changing the metals 21 and 22 to insulators and the insulators 23 and 24 to metals, FIG. 3 can be calculated according to the flow chart shown in FIG.

計算加速係数αは、出力電流が発散しない範囲またはマイナスにならない範囲で、できるだけ大きい値に設定されることが好ましい。 The calculation acceleration coefficient α is preferably set as large as possible within a range where the output current does not diverge or become negative.

計算手段２は、計算した電流分布を画像生成手段３へ出力する。 The calculation unit 2 outputs the calculated current distribution to the image generation unit 3.

画像生成手段３は、計算手段２から受けた電流分布に対して、各電流値を異なる色によって表すことによって電流分布を示す画像を生成する。 The image generating unit 3 generates an image showing the current distribution by representing each current value with a different color with respect to the current distribution received from the calculating unit 2.

図５は、図２に示す試料１６の例を示す図である。図５を参照して、試料１６は、集電体１６１と電極材料１６２とを含む。集電体１６１は、金属からなる。電極材料１６２は、例えば、リチウムイオン二次電池の正極または負極に用いられる電極材料からなる。そして、電極材料１６２は、集電体１６１の一方の表面上に配置される。 FIG. 5 is a diagram showing an example of the sample 16 shown in FIG. Referring to FIG. 5, sample 16 includes a current collector 161 and an electrode material 162. The current collector 161 is made of metal. The electrode material 162 is made of, for example, an electrode material used for a positive electrode or a negative electrode of a lithium ion secondary battery. The electrode material 162 is disposed on one surface of the current collector 161.

分析装置１０の測定器１は、探針１３１を試料１６２の表面１６２Ａまたは表面１６２Ｂ上で走査することによって抵抗分布ｌｏｇ(Ｒ)を測定する。 The measuring instrument 1 of the analyzer 10 measures the resistance distribution log (R) by scanning the probe 131 on the surface 162A or the surface 162B of the sample 162.

測定器１は、探針１３１を試料１６２の表面１６２Ａ上で走査した場合、電極材料１６２の表面１６２Ａの面内方向における抵抗分布ｌｏｇ(Ｒ)を測定する。 The measuring instrument 1 measures the resistance distribution log (R) in the in-plane direction of the surface 162A of the electrode material 162 when the probe 131 is scanned on the surface 162A of the sample 162.

また、測定器１は、探針１３１を試料１６２の表面１６２Ｂ上で走査した場合、電極材料１６２の厚み方向における抵抗分布ｌｏｇ(Ｒ)を測定する。 The measuring instrument 1 measures the resistance distribution log (R) in the thickness direction of the electrode material 162 when the probe 131 is scanned on the surface 162B of the sample 162.

図６は、図１に示す分析装置１０を用いて分析された電流分布の例を示す図である。図６において、サンプルＡは、活物質としてＬｉＣｏＯ₂を用いて作成した電極材料の断面における電流分布を示し、サンプルＢは、サンプルＡと同じ材料を用い、プレス工程を省いて作成した電極材料の断面における電流分布を示し、サンプルＣは、活物質としてフッ素系材料を用いた電極材料の断面における電流分布を示し、サンプルＤは、活物質として硫黄系材料を用いた電極材料の断面における電流分布を示す。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a current distribution analyzed using the analysis apparatus 10 illustrated in FIG. In FIG. 6, sample A shows the current distribution in the cross section of the electrode material created using LiCoO ₂ as the active material, and sample B is the same material as sample A, but without the pressing process. The current distribution in the cross section is shown. Sample C shows the current distribution in the cross section of the electrode material using the fluorine-based material as the active material. Sample D shows the current distribution in the cross section of the electrode material using the sulfur-based material as the active material. Indicates.

図６は、電極材料の断面における電流分布を示すので、電極材料の厚み方向の電流分布を示すことになる。 Since FIG. 6 shows the current distribution in the cross section of the electrode material, it shows the current distribution in the thickness direction of the electrode material.

図６を参照すれば、サンプルＡ〜サンプルＤにおいて、電極材料の厚み方向の電流分布を視覚的に把握でき、電流が流れる経路を視覚的に示す電子伝導のネットワークを把握できる。 Referring to FIG. 6, in Sample A to Sample D, the current distribution in the thickness direction of the electrode material can be visually grasped, and an electronic conduction network that visually indicates the path through which the current flows can be grasped.

また、サンプルＡにおいては、電流が領域ＲＥＧに集中していることが分かり(図６の(ａ)参照)、電極材料の一部分が異常であることを検知できる。 In Sample A, it can be seen that the current is concentrated in the region REG (see FIG. 6A), and it can be detected that a part of the electrode material is abnormal.

図７は、サンプルＡ、サンプルＢ、サンプルＣおよびサンプルＤの電流および抵抗を示す図である。 FIG. 7 is a diagram illustrating the current and resistance of Sample A, Sample B, Sample C, and Sample D.

図７において、Ｉ_outは、図４に示すフローチャートに従って計算される出力電流である。ρ_sは、Ｉ_outから求めたシート抵抗である。Ｒ_aveは、抵抗分布ｌｏｇ(Ｒ)から算出した抵抗Ｒの平均値である。 In FIG. 7, I _out is an output current calculated according to the flowchart shown in FIG. ρ _s is the sheet resistance obtained from I _out . R _ave is an average value of the resistance R calculated from the resistance distribution log (R).

図７を参照して、サンプルＡとサンプルＢとでは、抵抗の平均値Ｒ_aveの違いは、１７倍であるが、シート抵抗ρ_sの違いは、１１７２倍であり、シート抵抗ρ_sと抵抗の平均値Ｒ_aveでは、傾向が一致しない。また、サンプルＣとサンプルＤとでは、抵抗の平均値Ｒ_aveの違いは、１.８倍であるが、シート抵抗ρ_sの違いは、１２.４倍であり、この場合も、シート抵抗ρ_sと抵抗の平均値Ｒ_aveでは、傾向が一致しない。 Referring to FIG. 7, in sample A and sample B, the difference in average resistance R _ave is 17 times, but the difference in sheet resistance ρ _s is 1172 times, and sheet resistance ρ _s and resistance In the average value R _ave , the trends do not match. Further, the difference in the average resistance R _ave between the sample C and the sample D is 1.8 times, but the difference in the sheet resistance ρ _s is 12.4 times. In this case, the sheet resistance ρ _The trend does not match between _s and the average resistance value _Rave .

一方、サンプルＢとサンプルＣとの抵抗の平均値Ｒ_aveの違いは、７.５倍であり、シート抵抗ρ_sの違いは、８.３倍であり、シート抵抗ρ_sと抵抗の平均値Ｒ_aveでは、傾向が良く一致する。 On the other hand, the difference of the average resistance R _ave between the sample B and the sample C is 7.5 times, and the difference of the sheet resistance ρ _s is 8.3 times. The average value of the sheet resistance ρ _s and the resistance In _Rave , the tendency agrees well.

このように、サンプルＡ〜サンプルＤにおけるシート抵抗ρ_sの関係は、抵抗Ｒの関係に対応している場合もあれば、抵抗Ｒの関係に対応していない場合もあり、シート抵抗ρ_sおよび電流Ｉ_outを抵抗Ｒから予測できないことを示す。 As described above, the relationship between the sheet resistances ρ _s in the samples A to D may correspond to the relationship of the resistance R or may not correspond to the relationship of the resistance R, and the sheet resistance ρ _s and The current I _out cannot be predicted from the resistance R.

上述したように、走査型広がり抵抗顕微鏡法によって求めた抵抗分布に基づいて電流分布を計算することによって電子伝導ネットワークを視覚的、かつ、定量的に把握できる。
従来、走査型広がり抵抗顕微鏡法によって抵抗分布を求めることは、注目を集めたが、求めた抵抗分布に基づいて電流分布を求めることは、多くの研究者において行われていなかった。 As described above, the electron conduction network can be visually and quantitatively grasped by calculating the current distribution based on the resistance distribution obtained by the scanning spreading resistance microscopy.
Conventionally, obtaining a resistance distribution by scanning spreading resistance microscopy has attracted attention, but many researchers have not obtained a current distribution based on the obtained resistance distribution.

リチウムイオン二次電池を想定した場合、複数の物質が混在するため、測定によって得られた抵抗分布から電流を予測することは困難である。異なる抵抗値が混在する場合、電流の経路を想定することが困難であるからである。また、図７において説明したように、抵抗分布の単純な算術平均から電流値を予測することは困難である。 When a lithium ion secondary battery is assumed, it is difficult to predict a current from a resistance distribution obtained by measurement because a plurality of substances are mixed. This is because it is difficult to assume a current path when different resistance values coexist. Further, as described in FIG. 7, it is difficult to predict the current value from a simple arithmetic average of the resistance distribution.

電流が流れる経路を想定することが困難である系に上述した電流分布の計算方法を適用することは、今までに無い新規な発想である。そして、得られる電流分布によって、電流が集中する局所部分を視覚的に捉えることができ、電極材料が局所的な異常を含むことを見出すことができると言う、当業者が予期できない顕著な効果を得ることできた。更に、抵抗Ｒから予測できない電流値を得ることができると言う、顕著な効果が確認された。 Applying the above-described current distribution calculation method to a system in which it is difficult to assume a path through which a current flows is a novel idea that has never been seen before. Then, the obtained current distribution can visually grasp the local part where the current concentrates, and can find out that the electrode material contains a local abnormality, which has a remarkable effect that cannot be expected by those skilled in the art. I was able to get it. Furthermore, a remarkable effect that an unpredictable current value can be obtained from the resistance R was confirmed.

［実施の形態２］
図８は、実施の形態２による分析装置の概略図である。図８を参照して、実施の形態２による分析装置１０Ａは、図１に示す分析装置１０の測定器１を測定器１Ａに代え、画像生成手段３を画像生成手段３Ａに代えたものであり、その他は、分析装置１０と同じである。 [Embodiment 2]
FIG. 8 is a schematic diagram of an analyzer according to the second embodiment. Referring to FIG. 8, analyzer 10A according to the second embodiment is obtained by replacing measuring instrument 1 of analyzing apparatus 10 shown in FIG. 1 with measuring instrument 1A and replacing image generating means 3 with image generating means 3A. Other than that, the analyzer 10 is the same as the analyzer 10.

測定器１Ａは、走査型広がり抵抗顕微鏡法によって抵抗分布ｌｏｇ(Ｒ)を測定し、その測定した抵抗分布ｌｏｇ(Ｒ)を計算手段２および画像生成手段３Ａへ出力する。また、測定器１Ａは、抵抗分布ｌｏｇ(Ｒ)の測定と同時に表面凹凸を測定し、その測定した表面凹凸を画像生成手段３Ａへ出力する。 The measuring instrument 1A measures the resistance distribution log (R) by scanning spreading resistance microscopy, and outputs the measured resistance distribution log (R) to the calculating means 2 and the image generating means 3A. The measuring instrument 1A measures the surface irregularities simultaneously with the measurement of the resistance distribution log (R), and outputs the measured surface irregularities to the image generating means 3A.

画像生成手段３Ａは、測定器１Ａから抵抗分布ｌｏｇ(Ｒ)および表面凹凸を受け、抵抗Ｒの値および表面凹凸の値を、異なる色によって表すことによって抵抗Ｒの分布を示す画像および表面凹凸を示す画像を生成する。画像生成手段３Ａは、その他、画像生成手段３と同じように電流分布を示す画像を生成する。 The image generating means 3A receives the resistance distribution log (R) and the surface unevenness from the measuring instrument 1A, and displays the image of the resistance R and the surface unevenness by representing the value of the resistance R and the surface unevenness with different colors. Generate the image shown. In addition, the image generation unit 3A generates an image showing the current distribution in the same manner as the image generation unit 3.

このように、分析装置１０Ａは、抵抗分布ｌｏｇ(Ｒ)を示す画像(ＳＳＲＭ像)と表面凹凸を示す画像(ＡＦＭ像)と電流分布を示す画像(電流分布像)とを生成する。 As described above, the analysis apparatus 10A generates an image (SSRM image) showing the resistance distribution log (R), an image showing surface irregularities (AFM image), and an image showing current distribution (current distribution image).

図９から図１２は、それぞれ、サンプルＡ、サンプルＢ、サンプルＣおよびサンプルＤのＡＦＭ像、ＳＳＲＭ像および電流分布像を示す図である。 9 to 12 are diagrams showing AFM images, SSRM images, and current distribution images of Sample A, Sample B, Sample C, and Sample D, respectively.

分析装置１０Ａでは、ＡＦＭ像、ＳＳＲＭ像および電流分布像を比較することによって、電極材料の局所的な構造や電気的性質と同時に、電子伝導ネットワークを視覚的に把握することができるので、電極材料の分析を総合的に行うことができる。例えば、図９に示す電流分布像において、領域ＲＥＧにおいて電流が集中した異常領域が検出されており、ＡＦＭ像およびＳＳＲＭ像では分からない異常を分析できる。 In the analyzer 10A, by comparing the AFM image, SSRM image, and current distribution image, it is possible to visually grasp the electron conduction network as well as the local structure and electrical properties of the electrode material. Can be comprehensively analyzed. For example, in the current distribution image shown in FIG. 9, an abnormal region in which current is concentrated in the region REG is detected, and an abnormality that cannot be understood from the AFM image and the SSRM image can be analyzed.

なお、実施の形態２においては、分析装置１０Ａの画像生成手段３Ａは、ＳＳＲＭ像、ＡＦＭ像および電流分布像のうち、ＳＳＲＭ像および電流分布像を生成するようにしてもよい。ＳＳＲＭ像および電流分布像を比較することによって、ＳＳＲＭ像だけでは分からない電極材料の局所的な異常を検知できるからである。 In the second embodiment, the image generation unit 3A of the analysis apparatus 10A may generate an SSRM image and a current distribution image among the SSRM image, the AFM image, and the current distribution image. This is because by comparing the SSRM image and the current distribution image, it is possible to detect a local abnormality of the electrode material that cannot be understood from the SSRM image alone.

［実施の形態３］
図１３は、実施の形態３による分析装置の概略図である。図１３を参照して、実施の形態３による分析装置１０Ｂは、図１に示す分析装置１０の計算手段２を計算手段２Ａに代えたものであり、その他は、分析装置１０と同じである。 [Embodiment 3]
FIG. 13 is a schematic diagram of an analyzer according to the third embodiment. Referring to FIG. 13, analyzer 10B according to the third embodiment is the same as analyzer 10 except that calculator 2 of analyzer 10 shown in FIG. 1 is replaced with calculator 2A.

計算手段２Ａは、測定器１から受けた抵抗分布ｌｏｇ(Ｒ)に基づいて、上述した方法によって電流分布を計算するとともに、その計算した電流分布に基づいて電流のヒストグラムを計算する。また、計算手段２Ａは、抵抗分布ｌｏｇ(Ｒ)に基づいて抵抗のヒストグラムを計算する。 The calculation means 2A calculates a current distribution by the above-described method based on the resistance distribution log (R) received from the measuring instrument 1, and calculates a current histogram based on the calculated current distribution. The calculating means 2A calculates a resistance histogram based on the resistance distribution log (R).

図１４は、抵抗および電流のヒストグラムを示す図である。 FIG. 14 is a diagram showing a histogram of resistance and current.

図１４の(ａ)および(ｃ)は、サンプルＡの抵抗および電流のヒストグラムを示し、図１４の(ｂ)および(ｄ)は、サンプルＤの抵抗および電流のヒストグラムを示す。 14A and 14C show the resistance and current histograms of sample A, and FIGS. 14B and 14D show the resistance and current histograms of sample D. FIG.

サンプルＡの電流のヒストグラムは、抵抗のヒストグラムにおける２つのピークに対応して２つのピークを有する(図１４の(ａ)および(ｃ)参照)。すなわち、電流のヒストグラムにおけるピークＰ１，Ｐ３は、抵抗のヒストグラムにおけるピークＰ２，Ｐ４にそれぞれ対応する。 The current histogram of sample A has two peaks corresponding to the two peaks in the resistance histogram (see FIGS. 14A and 14C). That is, peaks P1 and P3 in the current histogram correspond to peaks P2 and P4 in the resistance histogram, respectively.

一方、サンプルＤの抵抗のヒストグラムは、２つのピークを有するが、電流のヒストグラムは、１つのピークを有する(図１４の(ｂ)および(ｄ)参照)。つまり、サンプルＤの電流のヒストグラムは、抵抗のヒストグラムに対応していない。 On the other hand, the resistance histogram of sample D has two peaks, while the current histogram has one peak (see FIGS. 14B and 14D). That is, the current histogram of sample D does not correspond to the resistance histogram.

このように、抵抗および電流のヒストグラムによって、抵抗値および電流値の分布を比較することが可能になる。そして、両者が対応しない場合、抵抗分布によって予想できない電子伝導ネットワークが生じていることを検知できる。 As described above, the resistance and current distributions can be compared by the resistance and current histograms. And when both do not respond | correspond, it can detect that the electron conduction network which cannot be anticipated by resistance distribution has arisen.

従って、電極材料における電子伝導ネットワークを詳細に分析できる。 Therefore, the electron conduction network in the electrode material can be analyzed in detail.

なお、実施の形態３による分析装置は、図８に示す分析装置１０Ａの計算手段２を計算手段２Ａに代えたものであってもよい。この場合、表面凹凸を示す画像、抵抗分布を示す画像、電流分布を示す画像、抵抗分布のヒストグラムおよび電流分布のヒストグラムが得られる。その結果、これらの情報に基づいて、試料１６における電子伝導ネットワークを分析装置１０Ａよりも詳細に分析できる。 Note that the analyzer according to the third embodiment may be one in which the calculator 2 of the analyzer 10A shown in FIG. 8 is replaced with the calculator 2A. In this case, an image showing surface irregularities, an image showing resistance distribution, an image showing current distribution, a histogram of resistance distribution, and a histogram of current distribution are obtained. As a result, based on these pieces of information, the electron conduction network in the sample 16 can be analyzed in more detail than the analyzer 10A.

実施の形態３においては、計算手段２Ａは、電流のヒストグラムのみを計算するようにしてもよい。これにより、試料１６に流れる電流の電流値の分布を検知でき、その分析結果を電極材料の作製にフィードバックすることによって、より優れた電極材料を作製することができる。 In the third embodiment, the calculation means 2A may calculate only the current histogram. Thereby, the distribution of the current value of the current flowing through the sample 16 can be detected, and a better electrode material can be produced by feeding back the analysis result to the production of the electrode material.

上記においては、試料１６は、リチウムイオン二次電池の電極材料からなると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、試料１６は、リチウムイオン二次電池の電極材料以外であってもよく、複数の元素からなる材料であってもよく、単元素からなる材料であってもよい。そして、試料１６は、一般的には、ｐＡ〜ｍＡの範囲の電流が流れる材料であれば、どのような材料からなっていてもよい。 In the above, it has been described that the sample 16 is made of an electrode material of a lithium ion secondary battery. However, in the embodiment of the present invention, the present invention is not limited to this, and the sample 16 is made of a material other than the electrode material of the lithium ion secondary battery. It may be a material composed of a plurality of elements or a material composed of a single element. In general, the sample 16 may be made of any material as long as a current flows in a range of pA to mA.

上記においては、各種の分析装置１０，１０Ａ，１０Ｂについて説明した。従って、この発明の実施の形態による分析装置は、走査型広がり抵抗顕微鏡法によって分析対象の試料の抵抗分布を測定する測定器と、測定された抵抗分布に基づいて電流分布を求める対象領域を構成する複数の点の各々における電位を求め、その求めた電位に基づく電流の分布を示す電流分布を計算する計算手段とを備えていればよい。 In the above, the various analyzers 10, 10A, 10B have been described. Therefore, the analyzer according to the embodiment of the present invention comprises a measuring instrument for measuring the resistance distribution of the sample to be analyzed by scanning spreading resistance microscopy, and a target region for obtaining a current distribution based on the measured resistance distribution. What is necessary is just to provide the calculation means which calculates | requires the electric potential in each of several points to calculate, and calculates the electric current distribution which shows electric current distribution based on the calculated | required electric potential.

このように、測定器と計算手段とを備えていれば、分析対象である試料における電子伝導ネットワークを得ることができるからである。 This is because an electron conduction network in a sample to be analyzed can be obtained if the measuring instrument and the calculation means are provided.

この発明は、分析装置に適用される。 The present invention is applied to an analyzer.

１，１Ａ測定器
２，２Ａ計算手段
３，３Ａ画像生成手段
１０，１０Ａ，１０Ｂ分析装置
１１試料台
１２直流電源
１３カンチレバー
１４対数アンプ
１５校正部
１６試料
１３１探針

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A Measuring instrument 2,2A Calculation means 3,3A Image generation means 10,10A, 10B Analyzer 11 Sample stand 12 DC power supply 13 Cantilever 14 Logarithmic amplifier 15 Calibration unit 16 Sample 131 Probe

Claims

走査型広がり抵抗顕微鏡法によって分析対象の試料の抵抗分布を測定する測定器と、
前記測定された抵抗分布に基づいて電流分布を求める対象領域を構成する複数の点の各々における電位を求め、その求めた電位に基づく電流の分布を示す電流分布を計算する計算手段とを備える分析装置。 A measuring instrument for measuring the resistance distribution of the sample to be analyzed by scanning spreading resistance microscopy;
Analysis comprising: a calculating means for calculating a current distribution indicating a current distribution based on the obtained potential, by obtaining a potential at each of a plurality of points constituting a target region for obtaining a current distribution based on the measured resistance distribution. apparatus.

前記測定器は、更に、前記抵抗分布と同時に前記試料の表面凹凸を測定する、請求項１に記載の分析装置。 The analyzer according to claim 1, wherein the measuring device further measures surface unevenness of the sample simultaneously with the resistance distribution.

前記計算された電流分布を示す画像を生成する画像生成手段を更に備える、請求項１または請求項２に記載の分析装置。 The analysis apparatus according to claim 1, further comprising an image generation unit configured to generate an image indicating the calculated current distribution.

前記画像生成手段は、更に、前記抵抗分布を示す画像を生成する、請求項３に記載の分析装置。 The analysis apparatus according to claim 3, wherein the image generation unit further generates an image indicating the resistance distribution.

前記画像生成手段は、更に、前記試料の表面凹凸を示す画像を生成する、請求項３または請求項４に記載の分析装置。 5. The analyzer according to claim 3, wherein the image generation unit further generates an image showing surface irregularities of the sample.

前記計算手段は、更に、前記電流分布に基づいて電流のヒストグラムを生成する、請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の分析装置。 The analysis device according to claim 3, wherein the calculation unit further generates a current histogram based on the current distribution.

前記計算手段は、更に、前記抵抗分布に基づいて前記試料の抵抗のヒストグラムを生成する、請求項６に記載の分析装置。

The analyzer according to claim 6, wherein the calculation unit further generates a histogram of the resistance of the sample based on the resistance distribution.