エキシマレ-ザ-を用いた多光子励起イオン化法による二次イオン生成機構の解明

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01460084
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 志水 隆一 大阪大学, 工学部, 教授 (40029046)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 笠井 秀明 大阪大学, 工学部, 助教授 (00177354) ; 河藤 栄三 大阪大学, 工学部, 助手 (60195112) ; 上田 一之 大阪大学, 工学部, 助教授 (60029212)
• Keywords: 多光子励起 / 二次イオン生成 / エキシマレ-ザ- / 表面分析 / 二次イオン質量分析

Research Abstract

飛行時間分析法により、二次イオンとスパッタ中性粒子の多光子イオン化信号の同時検出を行っている。パルスイオンビ-ムとレ-ザ-光に同期して生成されるこれらの信号はパルス状であり、一時に多数のイオンが検出器に入射するために高いデ-タ取り込み速度が要求される。本年度の我々の研究はおもにこのデ-タ収集・処理系の整備に当てられ、S/Nの良い飛行時間スペクトルを得る事に成功した。
図1にデ-タ収集・処理系の概略を示す。イオン検出にはチャンネル径12um有効径20mmのMCPを用いた。プリアンプはゲイン×100、帯域幅200MHzである。ディスクリミネ-タ-でfastNIM信号に変換した後マルチチャンネルスケ-ラ-でカウント・積算を行う。ここまでのカウントレ-トはすべて200MHzを維持しており、ほとんど同時に検出器に到達する多数のイオンを完全に分離して検出し、取り込みが可能となった。デ-タの積算処理は自作の回路をスケ-ラ-に組み込み、カウント処理との平行処理を実現している。またこの回路にはGPIBバスを通してのインタ-フェイス機能を持たせており、マイクロコンピュ-タ-からメモリクリア・繰り返し数の設定・トリガなどの操作とDMAを利用した高速なデ-タ転送が可能である。
以上の処理系の改良によりレ-ザ-を最高周波数200Hzで発振させた時にも充分にゆとりのある処理速度を達成し、積算中のスペクトルのリアルタイム表示などにより試料位置やレ-ザ-の調整もきわめて容易に行えるようになった。今後は、試料状態の変化に伴う飛行時間スペクトルの強度の変化を調べ、二次イオン生成機構との関連について研究を進めていく予定である。

Research Products

• [Publications] H.J.Kang,J.H.KIM,R.Shimizu: "Dynamic Monte Carlo Simulation of Surface Composition changes on TiC and An-Cu Under Ar^+ Ion Banbardment" Surface Science. 8 (1990)
• [Publications] H.Yoshikawa,R.Shimizu: "A New Bersel-Box Energy Analyzer for Sputtered Neutral Mass Spectrometry" Japan J.Appl.Plys.29. 30-35 (1990)