Study of multi focused ion beam using ion species generated from ion liquid

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イオン源アレイの安定動作およびイオンビーム電流最大化について検討した。本イオン源のイオン放出メカニズムは以下のように考えられる。先端半径数10nmの極めて微細なエミッタ先端に強力な電界を印加した場合、その電界によりイオン液体に加わる引張力とイオン液体の表面張力が釣り合った時にTaylor coneが形成され、これによりイオン放出が為される。そこでエミッタ先端半径制御とイオン液体供給法がキー技術として重要となる。現状で本イオン源からのイオンビーム電流は1～2μAと必ずしも大きなものでは無い。この原因としてエミッタ先端半径制御およびエミッタ先端へのイオン液体の供給法が律速しておるものと考えた。エミッタ先端半径の違いによるエミッタ先端の電界計算により、エミッタ先端半径40nmが最適であることを明らかにした。そこで各種先端半径のエミッタをマイクロマシニングにより作製し、最適である先端半径40nmとなるようにマイクロファブリケーションを最適化した。本申請ではエミッタ先端におけるイオン供給法を従前の我々のものとは異なり、新しくイオン供給流路をエミッタ先端に向けて形成しマイクロチャンネルとすることを試みた。本申請では、半導体微細加工を用いたＭＥＭＳ技術によりエミッタ裏側にイオン液体リザーバを設置し、マイクロチャンネルを通じてエミッタ先端に供給することによりエミッタからのイオンビーム電流発生を確認し、少なくとも数十分程度は安定にイオンビームをhさ出出来ることを明らかにした。