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

使用选择性元素离子束开发薄膜生长循环系统

• 批准号: 21K04885
• 负责人: 野島 雅
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04885/
• 关键词: 質量分離; 静電噴霧; 薄膜形成; 電界スプレーイオン化; マテリアルインフォマティクス; 集束イオンビーム

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。

In this study, the formation of solution metal source in vacuum electrostatic spray (V-ESI), REF-MS and deposition of specific elements: ESD The construction of thin film forming technology for the formation of thin films in the form of thin films The V-ESI conditions for solution metal emission are discussed. Under V-ESI conditions, high voltage printing can be performed under high voltage conditions. The force curves from the fracture to the fracture of the material were obtained under the V-ESI conditions in the electron microscope. The curve of force is obtained from the V-ESI condition. The solution properties of 2-(2-butoxyethoxy) ethanol (DEGBE) in V-ESI solvent were investigated. Co solution is adjusted to 0, 0.05 M, 0.1 M solution, V-ESI is generated, cluster characteristics and mass separation characteristics are discussed. Changes in the concentration and intensity of the solution were confirmed. The development of MCP power loop during quality control The main purpose of this project is to ensure that the environment is stable. The maximum voltage on the incident side is 2.5 kV and the maximum voltage on the output side is 1.5 kV. The conditions for mass separation are set in the optical axis, and the orbital separation is discussed in the return field. The difference between the optical conditions and the fixed frequency conditions is recognized when m/Z=20-28. In the future, the optical conditions are discussed again.

项目成果

研究ブログ

研究博客

Review of Mass selected ion beam by two rotating electric fields- mass separation technique

两旋转电场质量选择离子束-质量分离技术综述

• 发表时间: 2023
• 期刊: Review of Scientific Instruments
• 影响因子: 1.6
• 作者: Yugen Chen;Fumitaka Ishiwari;Tomoya Fukui;Takashi Kajitani;Takanori Fukushima;Masashi Nojima
• 通讯作者: Masashi Nojima

溶液金属イオンビームの開発

溶液金属离子束的开发

• 发表时间: 2021
• 作者: 山田 友里;越地 福朗;安田 洋司;山田 勝実;内田 孝幸;野島 雅
• 通讯作者: 野島 雅

Development of Mass-controlled Ion Beam through a Vacuum Electrospray Method

通过真空电喷雾方法开发质量控制离子束

• DOI: 10.1380/ejssnt.2022-027
• 发表时间: 2022
• 期刊: e-Journal of Surface Science and Nanotechnology
• 影响因子: 0.7
• 作者: 出口 碧惟;林 都隆;安 東秀;Y. Fujimoto;Masashi Nojima
• 通讯作者: Masashi Nojima

イオンビームを用いた材料製造プロセスの技術革新 -原材料先導型から元素選択型へ-

使用离子束的材料制造工艺的技术创新 - 从原材料驱动型到元素选择型 -

• 发表时间: 2022
• 作者: Y. Yamada;F. Koshiji;Y. Yasuda;T. Uchida;K. Yamada;et al.;野島 雅
• 通讯作者: 野島 雅