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Elucidation of the Mechanism of Activation Temperature Decrease in Oxygen-free Ti Deposited Films with Nitrided Surface

表面氮化无氧钛沉积膜活化温度降低机制的阐明

基本信息

批准号：
22K04937
负责人：
間瀬一彦
金额：
$ 2.75万
依托单位：
High Energy Accelerator Research Organization
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

超高真空中で加熱すると反応性の高い表面が生成し（活性化）、残留ガスを排気する材料を非蒸発型ゲッター（NEG）と呼ぶ。我々は表面窒化した純度99.95%以上の高純度Ti蒸着膜が185℃の加熱で活性化し、残留ガスを排気することを見出した。この結果は、Ti蒸着膜の活性化温度は350～400℃とする従来の常識を破るものであり、Ti蒸着膜の高純度化と表面窒化が活性化温度を下げることを示唆する。本研究の目的は、Ti蒸着膜の純度と表面TiN量をパラメーターとして種々のTi蒸着膜試料を作製し、Ti蒸着膜の純度・表面TiN量と活性化温度の相関を明らかにして、Ti蒸着膜の高純度化と表面窒化が活性化温度を下げるメカニズムを解明するとともに、活性化温度の低いNEGを開発するための指針を得ることである。2022年度は、表面部分窒化法として、１）130℃で高純度NH3を導入、２）150℃で高純度NH3を導入、３）130℃で高純度N2を導入という3通りの方法で表面部分窒化した高純度チタン蒸着膜を作製し、室温および240、360、470℃に加熱した後の内殻光電子分光測定を行った。その結果、いずれの試料でも加熱前の表面はTiO2で覆われていること、130℃に加熱した状態でNH3を導入して窒化した試料の場合に表面の酸化、炭化が抑制されることがわかった。さらに240℃加熱、360℃加熱と温度を上げるとTiO2ピーク強度が減少するとともに、Ti+、Ti2+のピークが出現すること、470℃加熱後は、表面TiO2ピークはほぼ消失して金属Tiピークが主となることがわかった。以上の結果から、表面窒化法としては130℃で高純度NH3導入が望ましいこと、250℃加熱で薄膜中の一部の酸素が高純度Ti蒸着膜内に拡散すること、470℃加熱で、表面のTiO2薄膜中の酸素原子がほぼすべて高純度Ti蒸着膜内に拡散することがわかった。

Heated in ultra-high vacuum, the refractory surface is highly reactive and the surface is generated (activated), and the residual gas is discharged from the material and is non-evaporated type NEG (NEG). We use high-purity Ti evaporated film with a purity of 99.95% or more and activate it by heating at 185°C, and the remaining residues are discharged and exposed. The activation temperature of Ti evaporated film is 350～400℃, and the common sense of the result is broken.のであり, Ti evaporated film, high purity and surface suffocation, activation temperature is lower than the following instructions. The purpose of this study is to determine the correlation between the purity of the Ti evaporated film and the amount of TiN on the surface and the activation temperature of the evaporated Ti film.かにして, Ti evaporated film, high purity and surface suffocation, activation temperature, げるメカニズムを solution明するとともに, the activation temperature is low and the NEGを开発するためのPointer is ることである. In 2022, surface partial suffocation method is used, 1) high-purity NH3 is introduced at 130℃, 2) high-purity NH3 is introduced at 150℃, 3) high-purity N2 is introduced at 130℃ The surface is partially suffocated by the いう3 pass method, and the high-purity チタン steamed film is produced. The room temperature および is heated at 240, 360, and 470°C and the inner shell is measured by photoelectron spectroscopy.その results, いずれのsurface of the sample before heating, はTiO2 coating, 130℃ heating In the case where NH3 is introduced, the sample is suffocated, and the acidification and carbonization of the surface are suppressed.さらに240℃ heating, 360℃ heating and temperature をげるとTiO2 ピークstrength がするとともに、Ti+、Ti2+のピーAfter heating at 470℃, the surface TiO2 will disappear and the metal TiO2 will disappear. The results of the above are as follows: surface asphyxiation method, high-purity NH3 introduction at 130℃, heating at 250℃, high-purity Ti evaporation of part of the acid element in the film It is heated at 470°C and the acid atoms in the TiO2 film on the surface are evaporated. High-purity Ti is evaporated and dispersed in the film.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

吉田圭佑

吉田圭介

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
折橋裕二;佐々木明伸;佐々木実;沼田翔伍;浅沼尚;平田岳史;浅原良浩;同一アスペリティで発生する地震破壊の多様性と共通点： 2015年宮城沖の Mw6.8地震と Mw6.0-6.4の準繰り返し地震
通讯作者：
同一アスペリティで発生する地震破壊の多様性と共通点： 2015年宮城沖の Mw6.8地震と Mw6.0-6.4の準繰り返し地震

Application of oxygen-free Ti thin film as a new non-evaporable getter for synchrotron radiation beamlines and photoelectron spectroscopy apparatus

无氧钛薄膜作为新型非蒸镀吸气剂在同步辐射束线和光电子能谱装置中的应用