超微粒子ビーム加工用超高速ビームの開発

开发用于超细粒子束加工的超高速束

• 批准号: 07750149
• 负责人: 豊田 洋通
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Ehime University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750149/
• 关键词: Ultra-Fine Particle; Charge; Ion Beam

1.電子衝撃帯電実験直径5mmのグラファイト球に加速電圧0〜20kV,照射電流0〜2mAの電子ビームを当て,ファラデーケージ法で帯電量の定量的測定を行った.その結果理論帯電量Q=4πεγVの70%程度の負極性帯電が得られた.グラファイト球への電子流入量の電圧依存性測定より,真空中の残留ガス分子の二次帯電によるイオンの負帯電グラファイト球への流入現象が明らかになった.帯電量の緩和はその二次イオンによるものである.二次イオンが生成しない超高真空中では理論帯電が行えることが明らかとなったが,超微粒子ビーム加工には正極性の帯電が必須であり,この帯電方式は超微粒子ビーム加工には不向きであることが結論づけられた.2.イオン衝撃帯電実験1.の実験と同様の装置で雰囲気帯電型Arイオンガン(加速電圧0〜2kV,照射量50μm)を用いてArイオン照射帯電実験を行った.理論帯電量の80%程度の正極性帯電が得られた.電子ビーム帯電と同様に残留ガス分子からの二次放射電子の流入が帯電量緩和の原因と考えられる.しかし,真空度を上げれば正極性の理論帯電量が得られ,超微粒子ビーム加工法に適した方法であることが結論づけられた.3.超微粒子ビーム加工用高帯電装置の設計以上の基礎モデル実験より,超微粒子ビーム初(期速度1km,粒径20nm)の帯電装置の設計を行った.超微粒子のイオン照射される時間が数μsecと非常に短く,理論帯電量に帯電させるためには照射電流数十mAの大電流イオン源が必要であることがわかった.本研究では真空度と電流の共に満たせるイオン源としてECRプラズマイオン源を候補にあげ,高帯電装置の設計を行った.

1. The electron impact field diameter is 5mm, the acceleration voltage is 0 ~ 20kV, the irradiation current is 0 ~ 2mA, and the electron impact field diameter is 5 mm. The theoretical charge Q=4πεγV and 70% of the electric charge are obtained. Measurement of the voltage dependence of electron inflow in the vacuum sphere. The second time the electric quantity is reduced, the electric quantity is reduced. The second order is generated in ultra-high vacuum, and the theoretical charge is generated in ultra-high vacuum. The electric charge is generated in ultra-high vacuum.(Acceleration voltage 0 ~ 2kV, irradiation dose 50μm) The electrical conductivity of 80% of the theoretical charge is obtained. The reason why the electron charge is moderated is that the electron charge and the residual electron charge are reduced. 3. Design of high-frequency electric device for ultra-fine particle processing. The design of high-frequency electric device for ultra-fine particle processing was carried out based on the above basic results. Ultrafine particles are irradiated for a period of several μsec and a very short period of time, and the theoretical electric quantity is irradiated with a current of tens of mA and a large current source is necessary. This paper studies the design of high voltage devices based on vacuum and current sources.