高速重イオンの電子的スパッタリングによるクラスター粒子生成機構の解明と応用

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09480099
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 今西 信嗣 京都大学, 工学研究科, 教授 (10027138)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 今井 誠 京都大学, 工学研究科, 助手 (60263117) ; 伊藤 秋男 京都大学, 工学研究科, 助教授 (90243055)
• Keywords: 電子的スパッタリング / 重イオンビーム / クラスターイオン / 放出収率 / 放出角度分布 / 2次イオン初期エネルギー / 飛行時間測定 / 照射効果

Research Abstract

1.研究目的
本研究課題では、高速領域、つまり電子的衝突過程が支配する速度領域で、重イオンを不導体に照射し、固体から放出するクラスター粒子の電荷分布、質量分布、放出初期エネルギー分布、放出角度分布を、入射イオン種とターゲット化学種を系統的に変えて測地する。このことにより、電子的スパッタリングの基本的な機構の解明を行い、あわせて(1)電子デバイスの3次元的加工、(2)宇宙電子デバイスのシングルイベント損傷、(3)固体表面上にナノスケールオーダーの凹凸空間を作るなど表面の改質・機能化など応用技術の発展に資する。
2.今年度に得られた成果
(1)その目的のため、既存の飛行時間分析装置に高性能スリット駆動機構ならびに無ひずみ阻止型エネルギー分析機構を取り付け、つぎに、飛行時間分析のため、イオンビームをサブns巾でパルス化し、クラスター正負イオンについて、放出初期エネルギー分布を精度0.1eVで測定できる装置を組み上げた。
(2)SiやAgイオンを電子的衝突によるエネルギー付与が顕著な数MeV以上に加速し、SiO_2ターゲットに照射した。発生するクラスター正負イオンをチャンネルトロンで検出し、生成率ならびに放出初期エネルギー分布を測定した。
(3)得られたクラスターイオンについての結果を検討し、電子的スパッタリングの生成機構に力点をおいてまとめ公表した。

Research Products

• [Publications] 今西信嗣: "Electronic Sputtering Process of SiO_2 under Heavy Ion Bombardment" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. B 135. 424-429 (1998)
• [Publications] 今西信嗣: "Neutralization of Intermediate-Velocity Li Emerging from Cs- and Oxygen-Covered Si (100) and GaAs (110) Surfaces" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. B 135. 413-418 (1998)
• [Publications] 今西信嗣: "Crystallographic Azimuthal-Angle Dependence of the Neutral Fration of Hydrogen Emerging from GaAs (110)" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. B 136. 1135-1139 (1998)