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ディレイラインディテクターを用いた飛行時間RBS、飛行時間ERDの開発

使用延迟线检测器开发飞行时间 RBS 和飞行时间 ERD

基本信息

批准号：
17760028
负责人：
中嶋薫
金额：
$ 1.86万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760028/
关键词：
高分解能RBS 高分解能ERD 飛行時間測定

项目摘要

高分解能ラザフォード後方散乱分光法(高分解能RBS)、高分解能反跳粒子検出法(高分解能ERD)はともに、固体の表面近傍(深さ数nmから十数nm)の元素組成を、高い深さ分解能(最高およそ0.2nm)で分析できる優れた組成分析法である。特に高分解能ERDは固体中の水素の濃度や深さ分布を調べることのできる数少ない分析法である。高分解能RBS、高分解能ERDは基本的には非破壊の分析法であるが、測定中においてイオン照射のため、軽元素とくに水素の脱離が起こる場合がある。本研究では、分析に要する照射量を低く抑えられるように、大型のディレイラインディテクターを用いた飛行時間RBS(TOF-RBS)、飛行時間ERD(TOF-ERD)を開発することを目的としている。平成18年度は、直径120mmのディレイラインディテクター(DLD)を用いて高分解能RBS実験を行い、深さ分解能の評価するとともに、問題点を明らかにした。シリコンウェハーSi(001)、膜厚2-3nmの酸化ハフニウム(HfO2)をシリコン基板(Si(001))に成長させた試料、PbSe(001)単結晶に100keVのHeイオンのパルスビームを入射して、約90度の方向に散乱されたHe粒子(イオンおよび中性原子)の検出を行った。その結果、1nm以下の深さ分解能で表面近傍を分析できることが確かめられた。また、大型の検出器の利点を生かして単結晶試料のブロッキングパターンの観察をすることができた。さらに上記のの試料表面に吸着した水素原子(水分子由来?)の反跳粒子検出も確認した。一方、次のような問題点があることが分かった。(1)検出器上の位置によって検出効率に斑がある。(2)飛行時間計測のための時間差波高変換モジュールが信号の数え落としをする。平成19年度に替わってからも、これらの問題点を解決するため研究を続けている。

High resolution energy rear scattering spectroscopy (high resolution energy RBS), high resolution energy rebound particle detection (high resolution energy ERD), elemental composition near the surface of solids (a few nm to dozens of nm), high resolution energy (up to 0.2 nm), etc. The concentration and distribution of water in solids are regulated by high decomposition energy ERD. High decomposition energy RBS, high decomposition energy ERD, and basic analytical methods are used to determine the incidence of radiation and water element separation. The purpose of this study is to analyze the development of time-of-flight RBS(TOF-RBS) and time-of-flight ERD(TOF-ERD) in large and medium sized enterprises. In 2018, the 120mm diameter RBS (DLD) was used to evaluate the high resolution energy. Si(001), film thickness 2-3nm, acidified HfO2 (HfO2), grown on Si(001) substrate, PbSe(001) single crystal, 100keV He particles, scattered He particles (neutral atoms), incident at about 90 degrees. The results show that the decomposition energy below 1nm is close to the surface. The advantages of large and medium sized detectors are discussed in detail below. Water atoms adsorbed on the surface of the sample (water molecule origin) The bounce particle detection is confirmed. One side, the second side of the problem point (1)The position of the detector is different from the detection rate. (2)Time of flight measurement time difference wave height change time of flight measurement time difference wave height change time In 2019, the Ministry of Finance and the Ministry of Foreign Affairs issued a report on the implementation of the reform and opening up policy.