量子効果原子剥離による無損傷超薄切片作成技術の開発

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555186
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 市野瀬 英喜 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (30159842)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮沢 薫一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (60182010) ; 石田 洋一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (60013108) ; 伊藤 邦夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20010803)
• Keywords: 電顕観察用超薄編 / レーザー / 量子過程研磨 / 原子結合切断 / 試料損傷 / 平滑な表面

Research Abstract

本研究のねらいは、表面が平滑で内部や表面に損傷を与えず、励起電子波の波長程度に厚みを制御できる、電子顕微鏡観察用薄片試料作成技術を開発するところにある.これを実現するための基礎原理は、従来型のイオンと原子の古典力学的相互作用ではなく、短波長電磁波(レーザー)と固体中原子結合電子との電子力学相互作用である.
具体的作業は、(1)量子化学過程で原子結合を切断できる物質/波長の組み合わせの検証、(2)原子剥離に熱的過程が随伴する組み合わせの割合の検証、(3)随伴する熱的過程が試料に与える損傷の影響、等である.今年度に予定した作業は、まず装置(短波長レーザーと制御用周辺機器、電子顕微鏡観察用試料ステージ等)を導入しこれを立ち上げた後、各種物質について、おおよその研磨試験を行うことである.装置の導入は外国製品であることが影響して、やや遅れ気味となったが、設計通りの条件を満たしつつ稼働させることに成功した.装置を使っての原子剥離による研削(研磨)試験は、fcc金属(銅)、シリコン、有機固体材料(アクリル)について行うことができた.研磨速度は有機固体材料、fcc金属、シリコンの順で速く、自由電子による電磁波の反射が心配したほどではなく、金属にも応用できることがわかった.表面性状は、何れの場合もイオン研磨法を用いたものよりは平滑でり、これもほぼねらい通りの結果となった.試料内部の状況についてはまだ詳しく調べていないが、今年度に予定した予備的試験はほぼ計画通りに進行した.次年度からは上記(1)(2)(3)の作業を本格的に行う.

Research Products

• [Publications] T. Onda: "Electron Microscopy Study of the Eutectic Structure in Ti40Ni40Nb20 Alloy" Materials Transactions, JIM. 36. 23-29 (1995)
• [Publications] Y. Zhang: "HRTEM of Grain Boundaries in the Diamond thin Films" Proc. Advanced Materials′95. 1. 271-275 (1995)
• [Publications] 市野瀬英喜: "機器分析ガイドブック" 丸善(印刷中), 20 (1995)