極微小領域直視型超高性能原子プロ-ブの開発研究

研发可直接观察超精细区域的超高性能原子探针

• 批准号: 02558022
• 负责人: 佐東 信司
• 金额: $ 4.1万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02558022/
• 关键词: 電界イオン顕微鏡; 超高性能直視型原子プロ-ブ; アトム・プロ-ブ; 質量分析; 極微量元素分析; 原子像; イオン; 超高真空

材料の強度特性ならびに物性値の向上を計るためには、材料中に存在するミクロ挙動を充分に把握しなければならず、特に、材料中での極微量元素の微細析出物、粒界や界面などへの元素偏析は材料特性に多大な影響を与えている。これらの現象を把握するには原子レベルでのミクロ解析が必要不可欠であった。本研究では極微小領域に於いて原子オ-ダ-で定量分析可能な直視型超高性能原子プロ-ブの開発研究を行なった。本研究において既存の電界イオン顕微鏡(FIM)を改造し、超高性能直視型原子プロ-ブ装置を完成した。その改造内容は、1)直空チェンバ-の改造を行ない真空排気速度および計測系の充実を計った。真空排気系には300Lのタ-ボ分子ポンプを取り付け、更にクライオポンプを併用する事でクリ-ンな〜10^<-8>Paオ-ダ-の超高真空を得ることができた。2)電気系の開発としてデジタイザ-、ゲ-トトリ-ガ-、パルサ-等を設計開発し、更にイオン像を検出して面分析する為のシェブロンチャンネルプレ-ト等の電気回路も充実させた。3)分析用試料に電圧を印加してから定量分析するまでの系をコンピュ-タ-で制御することが可能になり、この結果、試料から飛来して来た元素の飛行時間を測定する事ができ、ディスプレイ上に飛行時間と検出イオン量のスペクトルを表示することが可能になった。4)本装置の検定試験としてタングステンとモリブデンの純金属による基礎実験を試み、FIM像に対応する2価と3価のイオン像を検出した。この結果、面分析に必要な電気回路系および真空系の充実が十分に計られた事を検証できる結果が得られた。実用材料および二元系合金については現在実験中である。初期に予想された10^4nm^2以下の微小な表面積において軽元素から重元素までの幅広い原子分析を原子オ-ダ-で面分析可能な超高性能直視型原子プロ-ブの開発ができた。

The strength characteristics of the material, physical properties, etc., are fully understood in terms of the presence of micro-particles, micro-precipitates, grain boundaries, interfaces, and elemental segregation in the material. This phenomenon is understood as an atomic phenomenon and analysis is necessary. In this paper, we study the quantitative analysis of atomic particles in the small field and the development of direct-view ultra-high performance atomic particles. In this study, the existing electronic micromirrors (FIM) were modified and ultra-high performance direct-view atomic micromirrors were completed. The contents of the modification are as follows: 1) The vacuum exhaust speed and the measurement system are calculated. The vacuum exhaust system is composed of 300L molecular mixture and 10 <-8>Pa ultra-high vacuum mixture. 2)Design and development of the electrical system, such as electrical circuit development, electrical circuit design, electrical circuit design, electrical circuit design, 3) Determination of the time of flight of the incoming elements in the sample for analysis. 4) The calibration of the device is based on the test of pure metal, FIM image, and image detection. The results of this analysis are as follows: the necessary electrical circuit system and the vacuum system are calculated and verified. The materials used are binary alloys. In the early stage, it was thought that the development of ultra-high-performance direct-view atomic particles could be achieved by atomic analysis of small surface areas below 10^4 nm.