小型マイクロビーム装置における負イオン源に関する研究

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K06678
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: 大久保 猛 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 高崎量子応用研究所 放射線高度利用施設部, 研究副主幹 (40446456)
• Project Period (FY): 2015-10-21 – 2018-03-31
• Keywords: イオンビーム / マイクロビーム / プロトンビーム / PBW / 小型化

Outline of Annual Research Achievements

水素イオンマイクロビームはその直進性を利用した直接描画（PBW: Proton Beam Writing）による三次元微細加工への応用が切望されている。本研究の全体構想は、PBW技術の普及を目的として、ビームの加速・集束を同時に行う加速レンズによって、三次元微細加工用MeV級小型イオンマイクロビーム装置を開発することである。その中で、現在使用している正水素イオンビームのエネルギー幅の大きさが色収差に寄与しておりビーム集束の妨げとなっている。本研究では、実証機である300keV小型イオンマイクロビーム装置を用いて、色収差を低減してビーム径を縮小化することを目的とし、正水素イオンよりもエネルギー幅の小さい負水素イオン源を開発して負水素イオンのマイクロビームを形成する。
初年度である平成27年度は交付内定が10月に出たことから当初計画より進みに半年間の遅れが生じたため、物品の購入等は次年度に繰り越し、今年度中に出来ることとして実験体系等を考案した。具体的には、デュオプラズマトロンイオン源内に生成する負イオン源の分布を調べるためにプラズマの中心軸とアノード電極の中心をずらす方法として、中間電極をほんのわずかに傾けて設置することによりプラズマの生成場所を少し横にシフトすることが可能であると考えた。この実験については、平成28年度に負イオン加速用電源を購入した後に実施する予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初計画では、負イオン源開発に必要な物品、特に負イオン加速用高圧電源の購入を平成27年度中に行う予定であった。しかし、本科研費の交付内定が10月に出たことにより、開始が半年間遅れてしまったため、物品等の購入を平成28年度に繰り越す必要が生じた。平成28年度では早急に物品等の購入を行い、負イオン加速実験を行う予定である。

Strategy for Future Research Activity

当初計画で平成27年度中に実行予定であった物品等の購入、特に負イオン加速用高圧電源を平成28年度初頭に早急に行い、負水素イオンビームによるマイクロビーム形成実験を行う。その後、平成27年度に考案した手法を用いてイオン源のプラズマ中心軸をずらして、負イオンの分布を調べる。

Causes of Carryover

当初計画では、負イオン源開発に必要な物品、特に負イオン加速用高圧電源の購入を平成27年度中に行う予定であったが、本科研費の交付内定が10月に出たことにより、開始が半年間遅れてしまったため、物品等の購入を平成28年度に繰り越す必要が生じた。それに伴い、計画よりも実験の進展が遅れたことから、平成27年度中に予定していた学会等での成果発表に係る旅費等も平成28年度に繰り越した。

Expenditure Plan for Carryover Budget

平成28年度に繰り越した負イオン加速用高圧電源等の購入を平成27年度の未使用額と平成28年度の所要見込額を合わせて早急に実行する。また、平成27年度に予定していた学会等での成果発表に係る旅費等は、平成28年度により積極的かつ活発に成果発表を行うことで使用する。