材料極表面高精度解析を目的としたイオンビーム複合分析手法の開発に関する研究

材料极端表面高精度分析离子束复合分析方法开发研究

• 批准号: 08J00717
• 负责人: 加田 渉
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J00717/
• 关键词: イオンビーム; 低エネルギーイオン; PIXE; 表面組成分析; 非破壊分析; DCPD; 組成分析; 表面分析; 微細粒子

材料表面における正確な組成分析を目的に、低エネルギーイオンビームプローブを応用した高精度分析システムの構築を行った。前年度までに構築した低エネルギープロトンを利用するPIXE分析系を利用した分析を行った。本研究では,従来,深さ方向の分解能の点で他分析法に劣るPIXE分析法について,低エネルギーイオンビームを用いた場合に,その分解能をどの程度向上させることが可能かを,特性X線発生/放出過程を含んだモデルにより,評価した。照射イオンのエネルギーやビームと試料,検出器と試料の成す角度を変化させた,独自の分析手法をこのモデルより構築し,実験に応用した。これらの結果により,本装置は材料表面数nm程度の分解能を持つ非破壊的な組成分析が可能であることが示された。構築された分析システムの応用として,半導体素子であるSiCや,個人被曝線量計に用いられるRPLガラス線量計素子,及び,微粒子試料であるDCPD試料の表面近傍の元素分析を行った。RPLガラス線量計素子の分析では,試料表面近傍に存在する元素組成の偏在が,本手法により,明確に分析できた。本研究で構築している低エネルギーイオンビームを用いた分析システムは,低エネルギーのイオンが持つ特性から材料表面層に限定した解析を行うことが可能となっている。さらにDCPDの試料の分析試行では,適切な処理を施すことで,本手法が微粒子試料の表面組成分析に応用可能であることも示している。今後,本分析装置を各種の試料の分析に応用することが可能となれば,多様な分析対象の表面近傍組成を,非破壊的に解析することが可能となると考えられる。

For the purpose of accurate composition analysis on the surface of materials, low-cost production and high-precision analysis are required. The PIXE analysis system was used to construct the low profile analysis system in the past year. In this study, the decomposition energy in the deep direction is lower than that in the PIXE analysis method, and the decomposition energy in the deep direction is higher than that in the PIXE analysis method. Irradiation and detection of the sample, detector and sample angle change, independent analysis method for the construction of the sample, implementation As a result, the device can perform non-destructive composition analysis on the surface of materials at a few nm. To construct an analytical framework for semiconductor elements, SiC, personal exposure meters, RPL, and elemental analysis near the surface of DCPD samples for particulate samples. The analysis of elements in RPL spectrometer shows that there is a bias in the composition of elements near the surface of the sample. This method is suitable for clear analysis. In this study, we constructed a system for analyzing the characteristics of the surface layer of materials. This method can be applied to the surface composition analysis of particulate samples. In the future, the analyzer can analyze various samples with different kinds of analysis methods, such as multi-analysis method, multi-analysis method and non-analysis method.

项目成果

Development of a Remotecontrolled System with the Internet for an Ion Accelerator Aimed at Research and Education on Material Analysis

用于材料分析研究和教学的离子加速器互联网远程控制系统的开发

• 发表时间: 2009
• 期刊: Journal of Eco technology Research 15(1)
• 作者: Kada Wataru;Ishikawa Ippei;Sato Fuminobu;Kato Yushi;Toshiyuki Iida
• 通讯作者: Toshiyuki Iida

表面分析のための多機能小型イオン加速器の開発

用于表面分析的多功能小型离子加速器的开发

• 发表时间: 2008
• 期刊: 日本放射線安全管理学会誌 7, 1
• 作者: 加田渉;石川一平;井原陽平;佐藤文信;加藤裕史;飯田敏行
• 通讯作者: 飯田敏行

Improvement of Low-Energy PIXE System for Precise Surface Analysis

用于精确表面分析的低能量 PIXE 系统的改进

• 发表时间: 2008
• 期刊: Journal of Ecotechnology Research 13, 4
• 作者: KADA Wataru;ISHIKAWA Ippei;KISHI Atsuya;IHARA Yohei;SATO Fuminobu;KATO Yushi;IIDA Toshiyuki
• 通讯作者: IIDA Toshiyuki

Effects of DT neutron irradiation on SiC detectors for fusion diagnostics, P1-095

DT 中子辐照对用于聚变诊断的 SiC 探测器的影响，P1-095

• 发表时间: 2009
• 作者: Wataru Kada;Teruya Tanaka;Ippei Ishikawa;Masato Sueyasu;Fuminobu Sato;Isao Murata;Yushi Kato;Toshiyuki Iida
• 通讯作者: Toshiyuki Iida