HOPG
- 高配向熱分解黒鉛
Highly Oriented Pyrolytic Graphite
High quality HOPG for scientific research and graphite HOPG monochromators




米国SPI社の優れた性能を持つHOPGは走査型トンネル顕微鏡(STM),原子間力電子顕微鏡(AFM)用の
テストサンプル等に使用されています

SPI-1 Grade( 0.4±0.1)-最高品質-キャリブレーショングレード
(ZYA相当)
- モザイクスプレッド: 0.4±0.1
- 密  度: 2.27g/cm3
- 熱伝導率: 1800 Watt/mK (基板方向)
---------------: 8-10 Watt/mk(基板垂直方向)
- 電気抵抗: 4 x 10-5 ohm-cm (層平行面)
-------------- : 0.15 ohm-cm (垂直面
型 番 仕様( (縦 X 横 X 厚) 数 量
476HP-AB 5mm x 5mm x 1mm 1枚/pc
498HP-AB 7mm x 7mm x 1mm 1枚/pc
439HP-AB 10mm x 10mm x 1mm 1枚/pc
438HP-AB 10mm x 10mm x 2mm 1枚/pc


ディスクタイプ-SPI-1 Grade (0.4±0.1)
型 番 仕様( (径 X 厚) 数 量
425HP-CA 3mm径、 10-40um 20枚/pc
425HP-MB 3mm径、 10-40um 100枚/pc



SPI-2 Grade (0.8±0.2) - 高品質-リサーチグレード
(ZYB相当)
- モザイクスプレッド: 0.8±0.2
- 密  度: 2.27g/cm3
- 熱伝導率: 1800 Watt/mK (基板方向)
---------------: 8-10 Watt/mk(基板垂直方向)
- 電気抵抗: 4 x 10-5 ohm-cm (層平行面)
-------------- : 0.15 ohm-cm (垂直面)
型 番 仕様( (縦 X 横 X 厚) 数 量
479HP-AB 5mm x 5mm x 1mm 1枚/pc
480HP-AB 7mm x 7mm x 1mm 1枚/pc
436HP-AB 10mm x 10mm x 1mm 1枚/pc
446HP-AB 10mm x 10mm x 2mm 1枚/pc
456HP-AB 10mm x 10mm x 3mm 1枚/pc
466HP-AB 20mm x 20mm x 1mm 1枚/pc
444HP-AB 20mm x 20mm x 2mm 1枚/pc
447HP-AB 20mm x 20mm x 3mm 1枚/pc


ディスクタイプ-SPI-2 Grade (0.8±0.2)
型 番 仕様( (径 X 厚) 数 量
421HP-CA 3mm径、 50-75um 20枚/pc
421HP-MB 3mm径、 50-75um 100枚/pc



SPI-3 Grade (3.5±1.5) - 高品質-テクニカルグレード
(ZYH相当)
- モザイクスプレッド: 3.5±1.5
- 密  度: 2.27g/cm3
- 熱伝導率: 1800 Watt/mK (基板方向)
---------------: 8-10 Watt/mk(基板垂直方向)
- 電気抵抗: 4 x 10-5 ohm-cm (層平行面)
-------------- : 0.15 ohm-cm (垂直面)

型 番 仕様( (縦 X 横 X 厚) 数 量
490HP-AB 5mm x 5mm x 1mm 1枚/pc
429HP-AB 10mm x 10mm x 1mm 1枚/pc
440HP-AB 10mm x 10mm x 2mm 1枚/pc
443HP-AB 10mm x 10mm x 3mm 1枚/pc
449HP-AB 20mm x 20mm x 1mm 1枚/pc
448HP-AB 20mm x 20mm x 2mm 1枚/pc


ディスクタイプ-SPI-3 Grade (3.5±1.5))
型 番 仕様( (径 X 厚) 数 量
423HP-CA 3mm径、 50-75um 20枚/pc
 423HP-MB 3mm径、 50-75um 100枚/pc 




Momentive Performance/Materials Quartz(GE Advanced Ceramics) 
HOPG(高配向熱分解黒鉛)

密  度: 2.255-2.265g/cm3
電気抵抗: 3.5-4.5 x 10-5 ohm-cm(層に沿った面)
0.15-0.25 ohm-cm(垂直面)
型 番 グレード MS値 仕様( (縦 X 横 X 厚) 数 量
430HP-AB ZYA 0.4±0.1 12mm x 12mm x 2mm 1枚/pc
432HP-AB ZYB 0.8±0.2 12mm x 12mm x 2mm 1枚/pc
434HP-AB ZYH 3.5±1.5 12mm x 12mm x 2mm 1枚/pc


ラメラ構造 一般の黒鉛や特殊なHOPGはラメラ構造になっています。すなわち、積層構造であるマイカや二硫化モリブデン、あるいは
他の層状材料のような構造です。
ラメラ構造のこれらすべての例は、面と面の間の力よりも、面内方向で大きな力に耐えられます。そのため、
このようなすべての材料は劈開する特徴があります。


劈開特性 HOPGはその層構造のため、ほとんどマイカのように劈開します。HOPGの薄層をはがす通常の方法はテープ(たとえば3Mの
“スコッチブランド”両面テープ)の一部を取って、HOPG平面に貼り、均一な力で引きはがすことによって行います。
この新しくできた劈開
面を試料の基板材料として使うことになります。

劈開数これは簡単に答えることができません。しかし、最高グレード(例えば、SPI-1ZYA)の場合、厚さ2 mmのブロックに20から40
劈開ができるという報告があります。
劈開がいくつできるかを保証することはできません。

基板面での画像 HOPGの黒鉛構造を原子レベルの分解能で撮影した走査トンネル顕微鏡画像には、2つの画像がありえます。通常の
画像は密に詰まったアレイ状で、このアレイには、それぞれの原子が6つの近接した原子によって囲まれています。どの2つの原始間距離も
0.246 nm
です。理想的な条件では、特にプローブチップが真に単一原子であれば、黒鉛の真の姿である6角形の輪の“チキンワイヤ”構造を
示します。その画像の原子の中心間距離は0.1415 nmです。
この距離は、どちらの場合でも、炭素原子の性質で、黒鉛のグレードに依存
しません。ここで示される画像は密に詰まったアレイ状で、たいていの環境下で得られるHOPGの基板面の画像です。


黒鉛分光器としての利用 SPIが提供するHOPGのうちで、特にSPI-1ZYAというグレードは他のいかなる材料より高効率でX線や
中性子を回折するという報告があります。たとえば、X線では、フッ化リチウム結晶と置き換えた場合に比べて、5倍まで強度が増加します。
HOPGの高品質グレードを使った単一のベントフォーカス分光器は、モザイクスプレッドが最小になるため、強度は同一分解能において
LiF
3倍になります。

平面度/粗度 HOPGは多結晶構造で、その大きさは変動し、高品質の場合、最大で10 mmです。新しい劈開面は0.2から0.3 nmの原子的な
段があり、数枚から数10枚の原子層の段があります。グレードが高くなればなるほど、面の粗度は小さくなり、新しい劈開面のその段数が小さく
なります。

モザイクスプレッド―この用語はHOPGの配向性がいかに高いのかということを示しています。モザイクスプレッドが小さいほど、HOPG
配向性が高く、実際上、劈開面に段がなくなります。


カラム構造構造は厳密にカラム状で、カラムは材料の平面に対して縦に走っています。言い換えると、粒界が縦の面上に見られます。
さらに言い換えると、モザイクスプレッドは(カラム構造の)垂直軸から粒界の偏差角です。レーザー物理学分野の研究者がこの情報の
重要性を発見しました。

Z方向での校正:HOPGの劈開面上の凹凸は、高さ校正されていません。しかしながら、結晶面は正確な構造があり、一段あたりの高さは
0.34 nm
です。参考文献:The Nature of the Chemical Bond, p. 235, 3rd. Edition 1960

測定面それぞれのHOPG板の2つの面の一面のみにX線回折がなされ、得られた値は報告された値です。両面は正確に同一ではなく、
それぞれの断面にわずかな非対称性があります。
HOPGを製作するときに、片面は比較的見た目上平坦で、他の側はいくぶん“泡”がある
ように見えます。まさかと思われるかもしれませんが、モザイクスプレッドが小さい方の面は“泡”があるように見える面です。反対側のモザイ
クスプレッドは同じかわずかに大きいです。




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