Dissociation/ionization process of organic molecules by cluster ion collisions and application to molecular structure analysis

これまでの研究により、Arクラスタ（Arn+）を一次イオンとするTOF-SIMSにおいて、スペクトル中の二次イオンピーク強度がクラスタイオンの構成原子あたりのエネルギー（E/n）に依存することが示されてきた。また、このE/n依存性は二次イオンの分子構造によって異なることも示されてきた。本年度は、一定の加速エネルギー（E）の下でクラスターサイズ（n）を精密に変化させながらSIMSスペクトルを自動測定するシステムを構築してきた。この研究では、E/nに依存する1,4-ニトロベンジルピリジニウムクロリド（NBP）のSIMSスペクトルを測定し、そのデータ解析の方法について検討した。NBPをSi上に凍結乾燥して作製した薄膜試料に、サイズを制御したArクラスターイオンを一次イオンとしてSIMS測定を行った。各マスピークのE/n依存曲線をプロットし、それぞれのE/n依存傾向の相関関係を定量的に評価するために、各ピークどうしの相関係数を計算し、ヒートマップとして表示した。その結果、分子イオンは、全ての解離イオンに対して負の相関性を持つことがわかった。これは、SIMSスペクトルパターンのE/n依存性データを用いて、マススペクトル中の分子イオンピークをスクリーニングできることを示している。また、主成分分析やk平均法などの手法を用いて同じデータを解析し結果を比較したところ、類似の構造をもつイオン同士の相関係数が高くなる傾向があることが示された。この結果から、それぞれのピークのE/n依存傾向は、分子構造によって異なることが示された。これらの結果はピーク強度のE/n依存性は、マスピークのクラスタリングや同定のための重要な指標となり得ることを示している。本年度はこれらの結果を1件の国内学会と2件の国際会議にて発表した。

これまでの研究により、Arクラスタ（Arn+）を一次イオンとするTOF-SIMSにおいて、スペクトル中の二次イオンピーク強度がクラスタイオンの構成原子あたりのエネルギー（E/n）に依存することが示されてきた。また、このE/n依存性は二次イオンの分子構造によって異なることも示されてきた。本年度は、一定の加速エネルギー（E）の下でクラスターサイズ（n）を精密に変化させながらSIMSスペクトルを自動測定するシステムを構築してきた。この研究では、E/nに依存する1,4-ニトロベンジルピリジニウムクロリド（NBP）のSIMSスペクトルを測定し、そのデータ解析の方法について検討した。NBPをSi上に凍結乾燥して作製した薄膜試料に、サイズを制御したArクラスターイオンを一次イオンとしてSIMS測定を行った。各マスピークのE/n依存曲線をプロットし、それぞれのE/n依存傾向の相関関係を定量的に評価するために、各ピークどうしの相関係数を計算し、ヒートマップとして表示した。その結果、分子イオンは、全ての解離イオンに対して負の相関性を持つことがわかった。これは、SIMSスペクトルパターンのE/n依存性データを用いて、マススペクトル中の分子イオンピークをスクリーニングできることを示している。また、主成分分析やk平均法などの手法を用いて同じデータを解析し結果を比較したところ、類似の構造をもつイオン同士の相関係数が高くなる傾向があることが示された。この結果から、それぞれのピークのE/n依存傾向は、分子構造によって異なることが示された。これらの結果はピーク強度のE/n依存性は、マスピークのクラスタリングや同定のための重要な指標となり得ることを示している。本年度はこれらの結果を1件の国内学会と2件の国際会議にて発表した。