1997 Fiscal Year Annual Research Report

クラスターイオンビームと固体との非線形相互作用の研究

Research Project

Project/Area Number	09305004
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	山田公京都大学, 工学部, 教授 (00026048)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	松尾二郎京都大学, 工学部, 助手 (40263123) 高岡義寛京都大学, 工学部, 助教授 (90135525)
Keywords	クラスターイオン / TOF / 多価イオン / 非線形 / スパッタリング / 多体衝突 / 質量分析
Research Abstract	常温ガスの原子、分子を数百の粒子の集団(クラスター)にし、イオン化・加速したガスクラスターイオンビームの固体との非線形相互作用を解明し、新しい材料プロセスとして展開させるために必要なデータを集積し、その基盤の確立を行った。従来のイオンと固体との相互作用が主としてバイナリーコリジョンであるのに対し、クラスターイオンの場合には全く異なる相互作用であることが明らかになった。これらの結果をもとにして、さらに固体表面にかかわる原子レベルで相互作用の動的現象を調べ、クラスターイオン特有の照射効果を明らかにし、現在進んでいるプロセス技術の基礎の確立を行った実験には、まずアルゴンクラスターを用いた。これは希ガスクラスターイオンビームは衝突時に化学反応を起こさない単純化された系であり、固体表面相互作用の研究に適しているためである。本年度は、入射するクラスターイオンの評価を中心に行い、プロジェクタイルであるクラスターのサイズ分布や荷電子数に関する測定を行った。その結果、現在用いているクラスター発生装置から取り出されるクラスターの平均サイズが3000程度であることがTOFの実験から明らかになった。この平均サイズは、これまでの測定法であるリターディング法やE×B法の結果とほぼ一致している。しかし、このような大きな質量を持つクラスターサイズを正確に測定する為には、二次電子放出量を補正することが必要であり、そのための実験データの蓄積を行った。また、クラスターをイオン化する時の電子衝撃の電圧が100V以上になると2価イオンのみならず4価のクラスターイオンまでも観測され、多価クラスターイオンの生成が予想以上におおきなことも明らかになった。これらの実験結果により、非線形現象を起こすクラスターイオンのサイズや価数に関して詳細な情報を得ることができた。

Research Products
(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] 山田公・松尾二郎: "ガスクラスターイオンビームによる固体表面プロセス" 応用物理. 66・6. 559-568 (1997)
[Publications] I.Yamada, J.Matsuo, E.C.Jones, D.Takeuchi, T.Aoki, K.Goto and T.Sugii: "Range and damage distribution in cluster ion implantation" Materials Research Society Symposium Proceedings. 438. 363-374 (1997)
[Publications] I.Yamada: "Prospects of materials processing by gas cluster ion beams" Application of Accelerators in Research and Industry. 479-482 (1997)
[Publications] Z.Insepov and I.Yamada: "Computer simulation of crystal surface modification by accelerated cluster ion impacts" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 112. 44-48 (1997)
[Publications] T.Seki, T.Kaneko, D.Takeuchi, T.Aoki, J.Matsuo, Z.Insepov and I.Yamada: "STM observasion of HOPG surfaces irradiated with Ar cluster ions" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 121. 781-785 (1997)
[Publications] M.Tanomura, D.takeuchi, J.Matsuo, G.H.Takaoka and I.Yamada: "Fullerene ion irradiation to silicon" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 121. 480-483 (1997)

1997 Fiscal Year Annual Research Report

クラスターイオンビームと固体との非線形相互作用の研究

Principal Investigator

山田 公 京都大学, 工学部, 教授 (00026048)

Research Products

[Publications] 山田公・松尾二郎: "ガスクラスターイオンビームによる固体表面プロセス" 応用物理. 66・6. 559-568 (1997)

[Publications] I.Yamada, J.Matsuo, E.C.Jones, D.Takeuchi, T.Aoki, K.Goto and T.Sugii: "Range and damage distribution in cluster ion implantation" Materials Research Society Symposium Proceedings. 438. 363-374 (1997)

[Publications] I.Yamada: "Prospects of materials processing by gas cluster ion beams" Application of Accelerators in Research and Industry. 479-482 (1997)

[Publications] Z.Insepov and I.Yamada: "Computer simulation of crystal surface modification by accelerated cluster ion impacts" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 112. 44-48 (1997)

[Publications] T.Seki, T.Kaneko, D.Takeuchi, T.Aoki, J.Matsuo, Z.Insepov and I.Yamada: "STM observasion of HOPG surfaces irradiated with Ar cluster ions" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 121. 781-785 (1997)

[Publications] M.Tanomura, D.takeuchi, J.Matsuo, G.H.Takaoka and I.Yamada: "Fullerene ion irradiation to silicon" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 121. 480-483 (1997)

山田公京都大学, 工学部, 教授 (00026048)