低抵抗率・長寿命の非蒸発ゲッター（NEG）コーテイング材の開発
| Project/Area Number |
22K04936
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 29020:Thin film/surface and interfacial physical properties-related
|
|---|
| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
|---|
Principal Investigator |
金 秀光 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教 (20594055)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
|
| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
|
|---|
| Keywords | スパッタリング / 光刺激脱離 / 抵抗率 / 非蒸発ゲッター材 / 低伝導率 / 長寿命 / コーティング |
|---|
| Outline of Research at the Start |
NEGコーティングは、真空容器の内壁をポンプに変える企画的な技術で、NEG材に低温で再活性化できるTiZrV合金が広く使われている。TiZrVはアモルファス構造で、高密度の欠陥は再活性化中に表面吸着ガスを内部に拡散するのに有効である。しかし、抵抗率が大きく、将来光源加速器において、ビーム不安定や発熱の原因になる。
本研究では、抵抗率が小さいPd合金を導入する。Pd合金は、TiZrV合金と異なり、吸着ガスを放出することで表面をリフレッシュする。TiZrVと異なる再活性化メカニズムのため、Pd合金は結晶構造を用い、低抵抗が期待される。また、吸着ガスの放出により長寿命も可能にする。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
非蒸発ゲッター（NEG）コーティングは、真空容器の内壁をポンプに変える企画的な技術で、NEG材に低温で再活性化できるTiZrV合金が広く使われている。TiZrVはアモルファス構造で、高密度の欠陥は再活性化中に表面吸着ガスを内部に拡散するのに有効である。しかし、抵抗率が大きく、将来光源加速器において、ビーム不安定や発熱の原因になる。
本研究では、抵抗率が小さい貴金属Pdに注目した。PdはH2とCOガスを吸着する。しかし、再活性化メカニズムにおいて、PdはTiZrV合金と異なり、吸着ガスを放出することで表面をリフレッシュする。そのため、Pd膜は結晶を用いることができ、低抵抗率が可能になる。申請者は、スパッタリング法を用いて、銅ダクトの内面にPd膜を成膜した。成膜する際、放電用のガスの圧力は膜の構造に大きい影響を与える。高い圧力はコラム状の構造になりやすく、圧力が低くなるにつれ、もっと密な構造になる。本研究では、低抵抗率を目指すため、密な構造になるように、放電量ガスの圧力を1 Pa以下に制御した。
Pdを内面に成膜したCuダクトの光刺激脱離（PSD）の評価はPF BL21で行った。TiZrV膜に比べ、Pdは圧倒的に低いPSD係数を示した。水素は1/10以下、CO、CO2、CH4は1/5以下になった。
Pd膜の抵抗率の測定も行った。抵抗率は18 uomcmであり、TiZrV膜の200 uomcmより一桁の低下である。本成果は、KEKで計画しているHybrid ringへの応用を検討しているところである。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究では、Cuのダクトの内面に密なPd膜を成膜し、光刺激脱離（PSD）の評価において、
今かで使って来たTiZrV膜に比べ、圧倒的に低いPSD係数を実現することに成功した。具体的に、水素は1/10以下、CO、CO2、CH4は1/5以下である。
また、抵抗率の測定において、低抗率は18 uomcmであり、TiZrV膜の200 uomcmより一桁の低下である。
これらは、当初の予定を超えるせいかであり、本成果は、KEKで計画しているHybrid ringへの応用を検討しているところである。
|
| Strategy for Future Research Activity |
従来のTiZrV合金は各材料の抵抗が大きく、またアモルファス構造であるため、抵抗率が大きい。本研究では、抵抗率が小さいPdを導入し、さらに結晶性を制御することで、18 uomcm抵抗率を実現した。この値は、従来のTiZrVより1桁低い。
今後は、Pdの実用に向かって、Pd膜を挿入光源用のダクトの内面に成膜し評価する予定である。このダクトはAl合金で作られており、新しい下地のPd膜への影響を明らかにする予定である。ｌ
|
Report
(1 results)
Research Products
(5 results)
