巨大クラスターによる非線形スパッタリング現象に関する研究

巨团簇引起的非线性溅射现象研究

• 批准号: 08J07793
• 负责人: 市木 和弥
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Kyoto 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 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J07793/
• 关键词: クラスター; スパッタリング; 非線形効果

数百の原子から構成されるガスクラスターイオンビームは単原子イオンよりも一桁以上高いスパッタ率、高い化学反応性、照射表面の平坦化効果などを持ち、高速無損傷加工や極浅注入、深さ方向分析といった産業分野への応用が期待されている。ガスクラスターの持つこれらの照射効果は照射するガスクラスターイオンの原子種類、構成原子数や速度に強く依存することが報告されており、ガスクラスターの持つさまざまな照射効果がどのようにして誘起されているかの理解は急務である。また巨大なクラスターと固体との相互作用は単原子固体間相互作用と固体固体間相互作用の間を埋める物理現象であるため、その解明は物理学的にも非常に重要である。クラスター照射効果の詳細な理解のためにはさまざまなサイズ、速度のクラスター照射を行い、放出される二次粒子を測定するなどして誘起される照射効果を定量的に評価する必要がある。第三年度では第二年度までの結果を元に高いサイズ分解能でクラスターイオンを選別照射可能なクラスターイオン源の設計を行った。ガスクラスターと固体との衝突メカニズムの評価のためには放出される二次粒子の分析が必要であるが、二次粒子の飛行時間分析を行う場合、サイズ分布を持つガスクラスターイオンビームにはさまざまな速度のクラスタービームが混在するため入射ビームが時間的に広がるという問題があった。しかし新たに設計した装置では高い分解能での入射クラスターイオン選別により約100nsという短いパルス幅が可能となった。また、得られた100ns程度のパルス幅のガスクラスターイオンビームを用いて実際に有機試料の二次イオン分析を行い高い時間分解能での飛行時間質量分析にも成功した。以上のことからこの研究はクラスターイオンと固体との衝突メカニズムの解明に非常に有用であると考えられる。

Hundreds of の atomic か ら constitute さ れ る ガ ス ク ラ ス タ ー イ オ ン ビ ー ム は 単 atomic イ オ ン よ り も high above one girder い ス パ ッ タ rate, high chemical anti 応 い, illuminate の flat surface unseen fruit な ど を hold ち, high speed without damage や extremely shallow injection, deep さ direction analysis と い っ た industry eset へ の 応 with が expect さ れ て い る. ガ ス ク ラ ス タ ー の hold つ こ れ ら の irradiation unseen fruit は irradiation す る ガ ス ク ラ ス タ ー イ オ ン の atomic species, constitute the atomicity や speed に く dependent す る こ と が report さ れ て お り, ガ ス ク ラ ス タ ー の hold つ さ ま ざ ま な irradiation unseen fruit が ど の よ う に し て induced さ れ て い る か の understand は because で あ る. Huge ま た な ク ラ ス タ ー と solid と の interaction は 単 atomic interaction between と solid solid interaction between solid の を buried between め る physical phenomena で あ る た め, そ の interpret は physics に も very important で に あ る. ク ラ ス タ ー irradiation unseen fruit の な detailed understanding の た め に は さ ま ざ ま な サ イ ズ, speed の ク ラ ス タ ー irradiation を い, release さ れ る determination of secondary particles を す る な ど し て induced さ れ る irradiation unseen fruit を に of quantitative evaluation of 価 す る necessary が あ る. The third annual で は second annual ま で の results を yuan high に い サ イ ズ can decompose で ク ラ ス タ ー イ オ ン を may choose don't exposure な ク ラ ス タ ー イ オ ン line source の design を っ た. ガ ス ク ラ ス タ ー と solid と の conflict メ カ ニ ズ ム の review 価 の た め に は release さ れ る の secondary particles is necessary で が あ る が の flight time, secondary particles を う occasions, サ イ ズ distribution を hold つ ガ ス ク ラ ス タ ー イ オ ン ビ ー ム に は さ ま ざ ま な speed の ク ラ ス タ ー ビ ー ム が mixed す る た め incident ビ ー ム が に of time Hiroshima がると がると う problem があった. New た し か し に design し た device で は high い decomposition can で の incident ク ラ ス タ ー イ オ ン choose don't に よ り about 100 ns と い う short い パ ル ス が picture may と な っ た. ま た, ら れ た degree of 100 ns の パ ル ス picture の ガ ス ク ラ ス タ ー イ オ ン ビ ー ム を with い て be interstate に organic sample の secondary イ オ ン analysis high line を い い time can decompose で の flight time quality analysis に も successful し た. Above の こ と か ら こ の research は ク ラ ス タ ー イ オ ン と solid と の conflict メ カ ニ ズ ム の interpret に very useful に で あ る と exam え ら れ る.

项目成果

SIMS with highly excited primary beams for molecular depth profiling and imaging for organic and biological materials

具有高激发主光束的 SIMS，用于有机和生物材料的分子深度分析和成像

• 发表时间: 2010
• 期刊: Surface and Interface Analysis
• 影响因子: 1.7
• 作者: J.Matsuo;S.Ninomiya;H.Yamada;K.Ichiki;Y.Wakamatsu;M.Hada;T.Seki;T.Aoki
• 通讯作者: T.Aoki

Sputtering Yield Measurements with Size-selected Gas Cluster Ion Beams

使用选定尺寸的气体团簇离子束测量溅射产率

• 发表时间: 2009
• 期刊: MRS Symposium Proceedings 1181-DD13
• 作者: K.Ichiki;S.Ninomiya;T.Seki;T.Aoki;J.Matsuo
• 通讯作者: J.Matsuo

大電流密度ガスクラスターイオンビームのサイズ選別照射VII

大电流密度气体团簇离子束尺寸选择照射VII

• 发表时间: 2011
• 作者: J. Matsuo;S. Ninomiya;Y. Nakata;Y. Honda;K. Ichiki;T. Seki;T. Aoki;市木和弥
• 通讯作者: 市木和弥

大電流密度ガスクラスターイオンビームのサイズ選別照射VI

大电流密度气体团簇离子束尺寸选择照射VI

• 发表时间: 2010
• 作者: J. Matsuo;S. Ninomiya;Y. Nakata;Y. Honda;K. Ichiki;T. Seki;T. Aoki;市木和弥;Kazuya Ichiki;市木和弥
• 通讯作者: 市木和弥

Study of crater formation and sputtering process with large gas cluster impact by molecular dynamics simulations

• DOI: 10.1016/j.nimb.2009.01.162
• 发表时间: 2009-05
• 期刊: Nuclear Instruments & Methods in Physics Research Section B-beam Interactions With Materials and Atoms
• 影响因子: 1.3
• 作者: T. Aoki;T. Seki;S. Ninomiya;K. Ichiki;J. Matsuo