資料4

開発課題名「ガスクラスターSIMS基本技術の開発」

(要素技術プログラム)

チームリーダー :  持地 広造 【兵庫県立大学 大学院工学研究科 教授】
中核機関 :  兵庫県立大学
参画機関 :  株式会社 トヤマ
T.開発の概要
 数千個以上の気体原子で構成される巨大ガスクラスターイオンを一次イオンに利用し、照射損傷の極めて小さい二次イオン質量分析(SIMS)の基本技術を開発する。ガスクラスターイオンの構成原子数と加速電圧を制御することにより、構成原子あたりの運動エネルギーを1eV以下まで低下できるとともに、2次イオン生成率を従来の単原子イオン照射に比べて1〜2 桁増大させることができる。これらの特長を利用して、有機物分子構造の非破壊計測や1原子層の分解能で深さ方向分析が可能な高性能クラスターSIMS の実現を目指す。
U.中間評価における評価項目
(1)ガスクラスター低エネルギー照射技術の確立
 ガスクラスター生成部およびイオン化部より構成される試作装置を完成し、目標の基本性能を達成した。
(2)クラスターサイズ選別技術の確立
 飛行時間法を原理とするクラスターサイズ選別部の試作装置を完成し、目標値を超えるサイズ分解能を達成した。
(3)リフレクトロン型飛行時間計測技術要素の確立
 2次イオン計測用高速トリガー部の試作装置を完成し、飛行時間計測用ゲート信号に関し目標値を大きく超える立ち上がり時間の短縮を達成した。
V.評価
 数千個以上の気体原子で構成される巨大ガスクラスターイオンの構成原子数と加速電圧を制御し、これを一次イオンに利用して照射損傷の極めて小さい2次イオン質量分析の基本技術を開発することは、高性能クラスターSIMS計測の実現を可能とし、測定可能な分子量数が大幅に向上することが期待される。
 開発は順調に進行しており、当初目標に掲げた成果は十分達成できると思われるが、目標であるSIMSへの応用にあたっては、イオンビームの高電流安定度を向上させることが最重要課題である。今後は、クラスターイオンを用いることの利点を活かした開発の方向性の明確化、および実用化への検討を行いつつ、着実に推進すべきである。


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