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乳化粒子や無機粉体の形状確認が可能!リキッドファンデーションの塗膜をマ…
当財団が分析した、X線CT・クライオSEMによる化粧品の3D観察の事例を ご紹介します。 プラスチック基材に塗布したリキッドファンデーションをX線CTおよび クライオSEMで観察し、試料内部の分散状態を可視化。 X線CTでは非破壊かつ非接触で巨視的な形態を確認でき、クライオSEMでは さらに微視的な構造を観察することができます。 【特長】 ■リキッドファンデーション塗膜の...
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照射X線により発生する蛍光X線を検出し、エネルギーや分光結晶で分光する…
蛍光X線分析(XRF: X‐ray Fluorescence)は照射X線により発生する蛍光X線を検出し、エネルギーや分光結晶で分光することによって、元素分析や組成分析を行う手法です。 ・測定範囲の全エネルギー(Na~U)が同時に短時間で測定可能 ・未知試料の分析に適している ・非破壊分析 ・特殊な試料を除き、前処理不要、大気中での分析が手軽に行える ・ハンドヘルド型の装置で動かせない...
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X-ray Computed Tomography
試料にX線を照射することで、試料内部構造の二次元透過像を取得します。また、試料を回転させた連続撮影データから、X線CT(Computed Tomography)像を構築します。 ・非破壊で、試料の内部構造や欠陥形状などの確認が可能。 ・3D像や任意箇所での断面像を構築可能。 ・X線エネルギーは30 kV~160 kVの間で設定できるため、有機材料から電子部品まで幅広く対応可能。 ・専用...
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材料の価電子帯・伝導帯・ギャップ内準位の詳細な情報が得られます
材料の様々な特性を制御するにあたって価電子帯・伝導帯・ギャップ内準位といったバンド構造の把握は極めて重要な評価項目となっていますが、それらを直接的かつ詳細に評価する分析手法は限られています。放射光を用いたX線吸収分光(XAS)とX線発光分光(XES)の同時測定からはバンド構造の全容が把握できると共に、それらを構成する元素・軌道の帰属といった詳細な情報も得ることが可能です。 本資料では測定例として...
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非破壊で電池内部の層構造・異常箇所を確認できます
リチウムイオンポリマー電池は、モバイルバッテリーや電子機器などの身近な製品に幅広く利用されています。 本資料では、ラミネート型のリチウムイオンポリマー電池をX線CTで分析した事例を紹介します。X線CTを用いることで、20mmx40mmの電池を破壊せずに内部構造を観察し、数μmの異物や空隙の有無・位置を確認することが可能です。 詳しくは資料をダウンロード、またはお問い合わせください。...詳...
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組成・結合状態・構造・密度の評価が可能
CIGS薄膜太陽電池の高効率化において、光吸収層から透明電極までのバンド構造や結晶性の制御のために様々なバッファ層材料が検討されております。 平坦化された基板上に成膜したZn系バッファ層についてX線による各種評価を行った事例を示します。 成膜条件による水準間、成膜後の各種プロセスの水準間での比較が可能です。...詳しいデータはカタログをご覧ください...
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SXESは、物質から発光される軟X線を用いて化学結合状態を評価する手法…
・試料中の特定元素(特にB,C,N,O等の軽元素)に着目した化学結合状態の評価が可能 ・スペクトル形状は価電子帯における着目元素の部分状態密度を反映 ・X線吸収スペクトル(XAS)との同時測定によってバンド構造の評価も可能 ・バルクの情報が得られるため、表面近傍数nmの影響を受けにくい ・絶縁物に対しても帯電の影響を受けずに評価が可能 ・検出下限が低く(<1atomic%)、微量成分であ...
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金属組成評価として、始めにXRF分析での元素スクリーニングをお勧めしま…
元素分析を行う際、まずはXRF分析を用いて非破壊で対象に含まれる元素を調べてから詳細な分析に移っていくことで、効率の良い評価計画を立てることができます。 本事例では、金属切断用の刃を対象としてXRF分析を行ったデータを紹介します。 mmオーダーの広範囲にて面分析を行うことで材料中の金属元素の分布をおおまかに調べ、特徴的な箇所のXRF点分析結果から元素組成を算出することで金属材料の推定を行いまし...
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SiC Trench MOSFET ディスクリートパッケージ評価
ディスクリートパッケージ内部の構造を非破壊で立体的に観察
他社品調査や異常品検査では、まず内部構造の調査が必要です。X線CTでは、非破壊で試料内部の透過像を取得し、三次元構築することが可能です。本資料では、製品調査の一環としてSiCチップが搭載されたディスクリートパッケージをX線CTで観察した事例をご紹介します。 X線CTによる構造確認後、MSTで実施している物理分析(破壊分析)をご提案します。...詳しいデータはカタログをご覧ください...
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X線CTと画像解析技術により、毛髪の定量評価が可能です
ヘアカラーや紫外線、加齢などの影響によりダメージを受けた毛髪は構造変化が起こっており、これらの構造変化を計測することはヘアケア製品の研究開発に重要です。 本事例では、X線CTを用いて毛髪の構造を観察しました。さらに、得られたCT断面像を画像解析することで、コルテックス部分の空隙体積、キューティクル間隔をヒストグラム化しました。このように、X線CTと画像解析を組み合わせることで、毛髪の三次元構造を...
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【分析事例】シームレスカプセルの三次元構造観察および膜厚解析
X線CTによりシームレスカプセルの評価・解析が可能
シームレスカプセルとは、球形の継ぎ目のないカプセルで、内部に粉末や液体を内包することができ、医薬品などに利用されています。 本事例では、X線CTにてシームレスカプセルの3D構造を評価しました。その結果、皮膜内部に異物が確認されました。また、皮膜の膜厚分布を3Dイメージおよびヒストグラム化しました。このようにX線CTを用いることで、内部構造の確認、異物の調査、膜厚分布等を非破壊で評価可能です。 ...
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AI技術でCT画像のメタルアーチファクトを低減し画像解析精度を向上!
X線CT測定ではサンプルの三次元構造を非破壊で観察することが可能です。 しかし、X線ビームを使用する性質上、金属を多く含むサンプルの測定においてはメタルアーチファクトと呼ばれる暗い線状の虚像が発生することがあり、 内部構造の測長や画像解析における妨げとなります。 本資料では試料の材質情報と物理モデルを基にCT画像再構成の最適化を行った事例をご紹介します。 本技術によりアーチファクトを低...
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X線CTにより部品の非破壊観察・厚さ分布解析が可能
X線CT分析では、部品の構造や寸法を非破壊で比較・調査することが可能です。本資料では、真空装置に使用されているゴム製のOリングの測定事例を紹介します。ガスがリークしている長時間使用品を調査するため、X線CT分析および三次元画像解析を行い、新品のデータと比較しました。その結果、長時間使用品は局所的にリングの太さが細くなっている箇所が検出され、そこからリークが起きていることが示唆されました。 測定法...
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サンプル内部の形状変化をin situで測定・解析
試料に応力(引っ張りもしくは圧縮)をかけた状態でX線CTによる内部構造分析を行うことが可能です。 本資料では、発泡ゴムを例として、通常状態と伸ばした状態においてin situ X線CT測定を実施し、取得したCT像から気泡の体積変化を解析しました。 in situ X線CT測定と画像解析技術を組み合わせることで、従来では評価が困難であった実使用条件下での評価や応力による製品への影響の評価が可能で...
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【分析事例】リートベルト解析法による粉末結晶材料の構造精密化
粉末X線回折データから結晶構造の精密化が可能です
本資料では、リチウムイオン二次電池の正極活物質として利用されているLi(Ni,Mn,Co)O2の粉末X線回折データに対するリートベルト解析事例を紹介します。シミュレーションによって実測の粉末X線回折データを再現するような結晶構造モデルを求めることで、格子定数・各サイトの占有率・カチオンミキシングの割合などの結晶構造パラメーターを精密に算出することが可能であり、これらを基に材料物性を考察することがで...
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X線CTにより製品の内部構造を非破壊で評価可能
X線CTは非破壊で試料の内部構造を測定できる分析手法であり、化粧品内部の異物、空隙、亀裂などの異常箇所の調査や、パール剤等の分散確認などの出来栄え評価に適しています。 本事例ではファンデーションや口紅をX線CTで測定し、内部の構造を非破壊で評価しました。...詳しいデータはカタログをご覧ください...
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XRD:X線回折法
極点測定は特定の結晶面に着目し、試料に対して様々な方向からX線を入射させることで結晶方位の分布を評価する方法です。検出器を着目の結晶面の回折角度(2θ)に固定し、α(試料のあおり角度)とβ(試料の面内回転角)の2つのパラメータを変化させてあらゆる方向に傾いた結晶面を測定します。高い回折強度が観測される方向に結晶方位が集中していることを示します。また、測定結果は右下の図のような極図形で表します。.....
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【分析事例】CFRP炭素繊維強化プラスチック内部の繊維配向解析
X線CTによるCFRPの解析事例
CFRP(炭素繊維強化プラスチック)は炭素繊維を強化材として用いた樹脂材料であり、軽量かつ高い強度や剛性を持つことが特長です。 CFRP内部の繊維構造についてX線CTを用いて観察しました。その結果、直径約7μmの炭素繊維の集まりを観察することができ、また繊維の配向性解析を行いました。 測定法:C-SAM 製品分野:酸化物半導体・パワーデバイス・LSI・メモリ 分析目的:形状評価・故障解析・...
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X線CTによる観察事例
リチウムイオン二次電池はスマートフォン・デジタルカメラなど、幅広く使われている電池です。リチウムイオン二次電池は充放電を繰り返すことで劣化し、電池が膨らむ現象が発生することがあります。この現象が発生した電池を調査する場合、内部に溜まったガスや電解液等による反応が懸念され、加工には危険を伴うことから非破壊で内部の構造を確認する必要があります。 本事例では充放電を繰り返したリチウムイオン二次電池の...
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XPS:X線光電子分光法
XPS分析ではX線照射により得られた光電子のエネルギーを観測することにより、物質表面の結合状態評価を行います。金属元素が酸化状態にあるかどうかの評価はもちろん、酸化によるエネルギーシフト(ケミカルシフト)が大きい元素では、複数の価数の存在、及び存在割合についての評価も可能となります。以下に、複数価数評価可能な主な金属元素と酸化物を示します。...詳しいデータはカタログをご覧ください...
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膜厚・密度・結合状態を評価
SiCパワーデバイスは、電力損失を抑え、小型で大電力を扱える電力変換素子として期待されています。 デバイスの特性を向上させるために必要なゲート酸化膜の膜厚、密度をXRR(X線反射率法) および結合状態をXPS(X線光電子分光法)で評価した事例をご紹介します。...詳しいデータはカタログをご覧ください...
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リキッドファンデーションの塗膜をマクロからミクロまで可視化
プラスチック基材に塗布したリキッドファンデーションをX線CTおよびクライオSEMで観察し、試料内部の分散状態を可視化しました。 X線CTでは非破壊かつ非接触で巨視的な形態を確認でき、クライオSEMではさらに微視的な構造を観察することができます。...詳しいデータはカタログをご覧ください...
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食品の内部構造をX線CTによって非破壊観察
食品の食感を科学的に評価する上で、内部の空隙は柔らかさを評価するための指標となります。 パンケーキ内部の空隙を評価するため、材料となる卵を通常量使用したパンケーキ[1]と倍量使用したパンケーキ[2]を準備し、X線CTにて内部空隙の観察を行いました。...詳しいデータはカタログをご覧ください...
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デバイス内部の構造を複合的に評価します
MSTでは電子デバイス内部の構造評価に適した技術を取り揃えており、観察視野や目的に応じた分析手法をご提案します。 本資料では、X線CTとFIB-SEMを用いてデバイスの特異箇所を調査した事例を紹介します。まずX線CTを用いてサンプル全体の内部構造を観察し、特異箇所を探索しました。続いて、ビア上に確認された特異的な構造物について、FIB-SEMを用いて詳細な構造を確認しました。...詳しいデータ...
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HAXPES:硬X線光電子分光法
HAXPESでは、試料表面から深い位置まで(~約50nm)の情報を得る事が可能です。さらに2次元検出器を用いた角度分解測定により、広い光電子取出角で取得したデータを、角度すなわち検出深さを変えた情報に分割することができます。これにより、非破壊でXPSよりも深い位置までの深さ方向結合状態比較が可能です。状態変化が極表面のみに留まらずバルクの中まで進んでいるような材料の評価に有効です。...詳しくは資...
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XRD等の測定データの解析から結晶内原子配置等の詳細な情報が得られます
リートベルト解析とはXRD(X線回折法)や中性子線回折法の測定データを解析する手法の一種です。既存手法による格子定数・空間群などの同定に加え、試料の結晶構造モデル(候補)がある場合は単位格子内部の原子配置など、より詳細な結晶構造情報を得ることが可能です。...詳しくは資料をダウンロード、またはお問い合わせください。...
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微小領域のXRD測定が可能
照射X線をΦ400μmに絞ってXRD測定を行うことで、面全体ではなく所定の領域を狙って結晶情報を取得した事例をご紹介します。 プリント基板サンプルのXRD測定の結果、測定箇所(1)~(3)全てでCuとBaSO4が検出され、電極である測定箇所(1)ではAu由来のピークが検出されました。XRFによる測定結果とよく一致しています。 このように組成や結晶性の異なる数百μmの領域を狙って結晶構造を同定す...
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XPS: X線光電子分光法
XPSは試料表面(数nm程度の深さ)の組成・結合状態に関する知見を得る手法ですが、イオン照射によるスパッタエッチングを組み合わせることで、試料内部や深さ方向分布の評価も可能です。 但し、スパッタエッチングを伴う評価ではXPSの原理及び測定機構から、吸着酸素の影響を受けて酸素量が本来の組成より過大評価される場合があり、注意が必要です。 酸素が吸着し易い試料(Ti,TiN,AlN等)の評価や微量酸...
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分析事例】XRDを用いた負荷印加前後における金属材の残留応力測定
非破壊で引張・圧縮応力を定量することが可能です
残留応力測定は部材が様々な応力条件下に耐えられるかを調べる重要な方法の一つです。XRD(X線回折法)では、格子面間隔を測定することで残留応力を求めることが可能です。本資料では引張試験用にアルミニウム板の左右をV字加工した試料を作製し、引張試験用装置で引張負荷を印加する前後の残留応力の比較および、印加後の試料で残留応力の分布を確認した事例について紹介します。なお、残留応力値はsin2ψ法を用いて求め...
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ppmオーダーの微量金属も評価可能です
各種材料の特性を設計・制御するにあたって、母材に微量含まれている元素の種類や量、またそれらの存在状態を明らかにするのは非常に重要です。このうち元素の種類や量に関してはSIMS(二次イオン質量分析法)やICP-MS(誘導結合プラズマ質量分析法)などによって評価可能ですが、価数・化学結合状態などといった存在状態の評価には放射光を用いたXAFS(X線吸収微細構造)測定が有効です。本資料では測定例としてセ...
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XPS:X線光電子分光法など
高純度不活性ガス雰囲気下で試料前処理、搬送、測定を行うことで表面酸化、水分吸着を抑えた評価が可能です。 ■適用例 ・半導体電極材料 剥離面の評価等には二次汚染、酸化の影響を抑えて評価ができます。 ・有機EL材料 開封から不活性ガス雰囲気下で作業を行うことで、材料の劣化を防ぎます。 ・Li等電池材料 Li等N2雰囲気不可の場合はAr雰囲気で処理を行う等の対応も可能です。......
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多点マッピング測定により膜厚分布を可視化
蛍光X線分析(XRF)では、元素分布や膜厚の簡便な評価が可能です。 本事例では、金属薄膜の評価事例として、4inchのSiウエハ上のAuの膜厚分布について多点マッピング測定をした事例をご紹介します。 多点マッピングを行うことで、各点のXRFスペクトルよりFP(Fundamental Parameter)法を用いてAu膜厚を算出し、測定座標より膜厚分布の評価をすることが可能です。...詳しい...
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C-SAMは、試料の内部にある剥離などの欠陥を非破壊で観察する手法です…
C-SAMは、SAT:Scanning Acoustic Tomographyとも呼ばれます。 ・X線CTによる観察では確認が困難な「電極の接合状態」や「貼り合わせウエハの密着性」などの確認に有効。 ・反射波のほか、透過波の取得も可能。...音波を用いることから試料の光学的な性質に左右されず、試料表面だけでなく、表面下の内部構造も非破壊で観察する事が可能です。空気との界面での反射が大きいこ...
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【分析事例】角度分解XPS(ARXPS)による極薄膜組成分布評価
基板上の極薄膜についてデプスプロファイルを評価可能です
角度分解XPS(ARXPS)はX線照射によって放出される光電子を取出角ごとに検出し、それぞれ検出深さの異なるスペクトルを用いてサンプル表面極近傍のデプスプロファイルを評価する手法です。従来のArイオンスパッタを用いた方法と比較すると、深さ方向分解能が向上し、かつ選択スパッタやミキシングによる組成変化が無いといったメリットがあり、基板上の極薄膜(数nm程度)のデプスプロファイル評価に有効です。 本...
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X線反射率測定(XRR)で膜厚・密度の分析が非破壊で可能です
有機ELディスプレイは自発光原理による高輝度、高精細カラー、薄型化等の利点を活かし、実用化が進みつつあります。有機ELデバイスは有機膜を積層させて作製しますが、有機膜積層状態での有機膜分析を行うことは困難でした。今回、XRR法を用いることによって、積層状態のまま、有機膜の膜厚測定および密度測定を行うことが可能となりました。 結晶質、非晶質を問わず、積層膜の膜厚および密度の分析が可能です。...詳...
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XPS:X線光電子分光法 AES:オージェ電子分光法
XPSとAESは表面敏感な分析手法でありサンプル表面の評価に広く用いられますが、イオンエッチングを併用することで深さ方向の分析が可能となります。 深さ方向分析を行うにあたり、測定したい領域やサンプルの材質に応じてXPSとAESを適切に使い分けることが、目的に沿った分析を行う上で重要です。 XPSとAESの深さ方向分析の特徴について、SUS不動態膜の分析を例として比較します。...詳しいデータは...
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目的に合わせた測定条件で評価を行います
LEDやパワーデバイスに用いられるGaN膜について、XPSを用いて組成・結合状態を評価した例を紹介します。成膜条件や表面処理等により、組成や結合状態がどのように変わるのかを把握しておくことは、プロセス管理等に有効です。 評価の際は、目的に応じて使用するX線を適切に選択することが重要です。着目ごとの測定条件を併せてご紹介します。...詳しいデータはカタログをご覧ください...
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X線CTによる多孔質樹脂材料の解析事例
ポリウレタンは高い反発弾性が特徴の樹脂材料です。そして、ポリウレタン製品の一種である硬質ウレタンフォームは住宅用の断熱材などに利用されています。 本事例では、板状の硬質ウレタンフォームについて、X線CTを用いて内部の空隙の形状を観察しました。 その結果、内部に多数存在する個々の空隙の形状を確認することができました。さらに、得られたデータを用いて空隙率の定量的な評価を行いました。 測定法:X線...
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価電子帯・ギャップ内準位について元素別の情報が得られます
放射光を用いた軟X線発光分光(SXES)は材料を構成する各元素について、フェルミ準位近傍の部分状態密度(pDOS)を直接的に得られるため、材料の電子状態を評価する手法として幅広く用いられています。さらに本手法の特長として、1.バルクの情報が得られる 2.絶縁物に対しても帯電の影響を受けず評価可能 3.検出下限が低い(<1atomic%)などが挙げられ、特に軽元素(B,C,N,O等)を含んだ材料の評...
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デバイス内部の異常を非破壊で評価します
外観検査では分からないデバイス等の故障原因を調査するために、X線CTをはじめとする非破壊による評価が必要となる場合があります。 X線CTを用いて不具合のあったトランジスタを測定し、内部の状態を確認しました。 その結果、ワイヤーの断線が確認された他、断線時の熱などの影響で断線したワイヤーの周囲のモールド樹脂が変性していることも分かりました。...詳しいデータはカタログをご覧ください...
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XPS:X線光電子分光法
XPS分析では評価に使用する光電子ピーク*以外に、他軌道からの光電子ピークや、X線励起のAugerピーク等も検出されます。元素の組み合わせによっては、これらのサブピークが目的のピークに重なって評価を妨害することがあります。 *通常、最外殻に近い内殻準位から放出された、強度の高い光電子ピークを使用します。 XPS分析の定量計算では、このような妨害ピークについて、主として以下の2方法による除去計算...
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薄膜成分の付着量を試料間で比較
蛍光X線分析(XRF)では、元素分布の簡便な評価が可能です。 本事例では、蒸着装置を用いて任意量のAuを成膜した4inchのSiウエハA・Bを試料として、Auの分布および総付着量の比較を行いました。 面分析の結果より、Auの分布状態が確認できました(図1~4)。また、各画素から得られたXRFスペクトルのAu強度より付着量を比較し、ウエハBはAより多いことを確認しました(図5)。...詳しいデータは...
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