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。

为了对材料表面进行精确的成分分析，构建了使用低能离子束探针的高精度分析系统。分析是使用前一年建造的使用低能质子的 PIXE 分析系统进行的。在本研究中，我们研究了通过使用利用特征X的低能量离子束，可以在多大程度上提高PIXE分析方法的分辨率，而PIXE分析方法在深度方向上的分辨率传统上不如其他分析方法。 -射线。它是使用包含生成/释放过程的模型进行评估的。基于该模型，我们构建了一种独特的分析方法，该方法改变照射离子的能量以及束流与样品之间以及探测器与样品之间形成的角度，并将其应用于实验。这些结果表明，该设备能够对材料表面进行无损成分分析，分辨率可达几纳米。作为构建的分析系统的应用，我们对SiC半导体器件、个人暴露剂量计中使用的RPL玻璃剂量计元件以及颗粒样品DCPD样品的表面附近进行了元素分析。在RPL玻璃剂量计元素分析中，利用该方法可以清晰地分析样品表面附近元素成分的不均匀分布。本研究构建的使用低能离子束的分析系统由于低能离子的特性，能够进行仅限于材料表层的分析。此外，对DCPD样品的试验分析表明，该方法可以应用于经过适当处理的细颗粒样品的表面成分分析。如果将来能够将该分析仪应用于各种样品的分析，则将可以对各种分析目标的近地表成分进行非破坏性分析。

项目成果

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