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

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09480099
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 今西 信嗣 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10027138)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 今井 誠 京都大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60263117) ; 伊藤 秋男 京都大学, 大学院・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 / 単原子多価イオン / 2次イオン初期エネルギー / 飛行時間測定 / 照射効果

Research Abstract

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、重イオンを照射した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定し、電子的スパッタリングの基本的な機構の解明を行う。
(1)MeVエネルギー領域のSiおよびCuをA1,Si,A1_2O_3などのターゲットに照射し、放出する単原子多価イオンならびにクラスターイオンを飛行時間分析法により測定し、質量分布ならびに2次イオンの放出初期エネルギー分布を求めた。放出初期エネルギー分布の精度は0.1eVである。
(2)不導体ターゲットの場合、非常に大きなクラスターイオンが生成されるのに対し、半導体あるいは伝導体の場合は単原子イオンのみでクラスターイオンはほとんど生成されない。
(3)ターゲットの伝導性に依らず、単原子イオンの初期エネルギーはイオンの価数にほぼ比例する。また、半導体あるいは伝導体ターゲットの場合、不導体に比べ、初期エネルギー値は非常に高い。
(4)不導体ターゲットの場合、発生するクラスターイオンの初期エネルギーは原子状イオンに比べ非常に低い。
(5)得られた2次イオンの放出初期エネルギー分布を検討し、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 from an SiO_2 Target Bombarded by Heavy Ions"Proceedings of the 15th Inter. Conf on the Application of Accelerators in Research and Industry. 396-400 (1999)
• [Publications] 今西信嗣: "Emission Energy Distribution of Secondary Ions Produced through the Electronic Sputtering Process under Heavy Ion Bombardment"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. (in press). (2000)