Development of a thin film growth circulation-cycle-system using selective elemental ion beam

本研究は溶液金属イオン源を真空中静電噴霧イオン（V-ESI）化によってイオンビームを形成し、REF-MSによって特定の元素のみを堆積：ESDする。これによって、元素レシピを実空間に繰り返し再現することのできる循環サイクル型薄膜形成技術の構築を目指す。溶液金属イオンビームのV-ESI条件の検討を行っている。V-ESI条件下における高電圧印可条件における応力変化に関して検討を行った。走査型電子顕微鏡内にて、V-ESI条件で想定される応力を印加し、材料の破断に至るまでの応力曲線を得た。得られた応力曲線から、V-ESI条件に最適なエミッタの材質・形状を見積もった。V-ESI溶媒は、エチレングリコール系および2-(2-butoxyethoxy) ethanol (DEGBE)の溶液特性を検討した。Co溶液に関しては、0, 0.05 M, 0.1 M溶液を調整し、V-ESIより発生するイオンビームの集束特性および質量分離特性を検討した。溶液の濃度によって、イオンビーム強度の変異が確認された。質量イメージを行う際のMCP電源回路の開発を行った。MCPゲインを獲得しつつ、安定してイメージを取得することを目的とすることを主目的とした。これまで、電位を重畳させる形でMCP前面・後面に電位を印可していたが、開発ではパラレルにイオン入射側に最大プラス2.5 kV・出力側にマイナス1.5 kV出力する電源を開発した。また、質量分離条件においては、光軸上にハサミ型のスリットを設置することで回転電場内における軌道分離の検討をした。シミュレーションにおいては、m/Z=20-28において周波数固定条件においてスリットの光学条件の差異が認められた。従って、今後に光学条件を再検討することによって質量分離条件を格段に向上できる可能性がある。

本研究は溶液金属イオン源を真空中静電噴霧イオン（V-ESI）化によってイオンビームを形成し、REF-MSによって特定の元素のみを堆積：ESDする。これによって、元素レシピを実空間に繰り返し再現することのできる循環サイクル型薄膜形成技術の構築を目指す。溶液金属イオンビームのV-ESI条件の検討を行っている。V-ESI条件下における高電圧印可条件における応力変化に関して検討を行った。走査型電子顕微鏡内にて、V-ESI条件で想定される応力を印加し、材料の破断に至るまでの応力曲線を得た。得られた応力曲線から、V-ESI条件に最適なエミッタの材質・形状を見積もった。V-ESI溶媒は、エチレングリコール系および2-(2-butoxyethoxy) ethanol (DEGBE)の溶液特性を検討した。Co溶液に関しては、0, 0.05 M, 0.1 M溶液を調整し、V-ESIより発生するイオンビームの集束特性および質量分離特性を検討した。溶液の濃度によって、イオンビーム強度の変異が確認された。質量イメージを行う際のMCP電源回路の開発を行った。MCPゲインを獲得しつつ、安定してイメージを取得することを目的とすることを主目的とした。これまで、電位を重畳させる形でMCP前面・後面に電位を印可していたが、開発ではパラレルにイオン入射側に最大プラス2.5 kV・出力側にマイナス1.5 kV出力する電源を開発した。また、質量分離条件においては、光軸上にハサミ型のスリットを設置することで回転電場内における軌道分離の検討をした。シミュレーションにおいては、m/Z=20-28において周波数固定条件においてスリットの光学条件の差異が認められた。従って、今後に光学条件を再検討することによって質量分離条件を格段に向上できる可能性がある。