ナノメートルの分解能で元素分布を調べるナノ元素顕微鏡の開発

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本年度は、ナノビーム形成システムの開発とPIXE/RBS/RFS/ERDA分析に蛍光分析システムを加えたマルチモーダル分析システムの高度化を図ることに向けて、焦点深度可変システムの実用化、水素分析システムの最適化、蛍光分析システムの開発を行った。焦点深度可変システムは、凹凸のある試料や水素分析時に試料を傾ける必要のあることから、ナノビームを形成したとしても場所によって焦点深度がずれてしまうことを補正するシステムで、焦点位置の変化によるビーム径の変化は100umの焦点深度のずれに対して1um程度であるため、焦点位置の変化に対して磁場を追従させる方式を採用している。これまでは、実測値を元に磁場強度を内外挿していたが、2点で磁場を集束する必要があったが、計算により磁場変化を予測できるソフトウエアを完成させ、システムに組み込みを行った。磁場予測システムについて国際会議で発表し評価を得て、論文が受理された。水素分析システムにおいては、試料と検出器位置の配置、特に角度の設定がシビアであることが分かったので、バルクビームを用いて実験的に最適な配置の算定を行い、分析に向けた実験体系にあわせた5軸ステージの開発を行った。蛍光分析については、検出効率が低いのが問題となっている事が判明し、効率を上げたファイバーの選択を行い評価をシステムの高度化を行い、評価中である。これらのマイクロビームシステムの現状を国際会議にて報告し、学術雑誌に投稿し、採択された。