ナノ領域の同位体分析を目指した質量分析法の開発

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10354008
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 圦本 尚義 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (80191485)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松本 一哉 オリンパス光学工業株, 精密技術部, グループリーダー ; 高柳 功 オリンパス光学工業(株), アドバンストテクノロジーリサーチセンター, シニアリサーチエンジ ; 平田 岳史 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (10251612)
• Keywords: 同位体分析 / 局所分析 / 表面分析 / 質量分析 / 惑星科学 / 隕石

Research Abstract

地球惑星科学のフロンティア領域では、ナノ領域の新しい同位体分析が要請されている。本研究は申請者たちが開発してきたマイクロ領域のSIMS法をさらに発展させ、ナノ領域の分析可能な質量分析装置(同位体ナノスコープ)の開発と実用化を目的とする。
本年度は申請者達により考案された、二次元半導体荷電粒子検出素子を発展させた。その内容は(1)画像処理に適するよう正方画素にする、(2)周辺回路をCMOS化し、素子駆動の低ノイズ化と安定化を図る、(3)非破壊読み出しを実現する、ということである。これらの要素を組み込んだ素子を新規に設計し、製作、実装した。製作した素子はテストベンチに読み込み、2次イオン質量分析装置に装着し、イオン照射実験に供された。その結果素子の出力ダイナミックレンジは約5ケタあることが判明した。CMOS化によりピクセル間の感度差が従来の1/5になった。また非破壊読み出しのランダム雑音成分を1/10に軽減できることも判明した。しかしながら、蓄積信号のリーク等製造プロセスに不備があったことも判明した。次年度はこれらの不備を徹底的に洗い直し、回路設計を修正し、新しく素子を製作する。その後SIMSにより性能検査を行い、分析システムの調整へと移行する。

Research Products

• [Publications] Inoue,T.,Irifune,T.,Yurimoto,H.and Miyagi,I.: "Decomposition of K-amphibole at high pressures and implication for subduction zone volcanism." Phys.Earth Planet.Inter.107. 221-231 (1998)
• [Publications] Abe,N.Arai,S.and Yurimoto,H.: "Geochemical characteristics of the uppermost mantle beneath the Japanese island arcs:implications for upper mantle evolution." Phys.Earth Planet.Inter.107. 233-247 (1998)
• [Publications] Taura,H.,Yurimoto,H.,Kurita,K.and Sueno,S.: "Pressure dependence on partition coefficients for trace elements between olivine and the coexisting melts." Phys.Chem.Mineral. 25. 469-484 (1998)
• [Publications] Yurimoto,H.,Ito,M.and Nagasawa,H.: "Oxygen isotope exchange between refractory inclusion in Allende and solar nebula gas" Science. 282. 1874-1877 (1998)
• [Publications] 圦本尚義、国広卓也、永島一秀、高柳 功、小坂光二: "荷電粒子検出のための2次元半導体素子の開発" 映像メディア学会技術報告. 23. 19-23 (1998)