2018 Fiscal Year Annual Research Report
Study on a negative ion source in a compact microbeam system
| Project/Area Number |
15K06678
|
|---|
| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
大久保 猛 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線高度利用施設部, 主幹研究員(定常) (40446456)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-10-21 – 2019-03-31
|
| 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技術である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のマイクロビームを形成する。
平成30年度は、前年度から継続して、負イオン加速用実験体系を用いたビーム加速実験を行った。前年度に得られたビーム電流は数pA程度と小さかったが、本装置搭載のデュオプラズマトロンイオン源では、プラズマの中心軸の少し外側付近に比較的多くの負イオンが存在していると予想された。そこで、イオン源からのビーム引き出し穴の位置とプラズマ中心軸を偏心させて負イオンビーム発生を行った。その結果、偏心前と比べて最大6倍程度ビーム電流が増大した。これにより、PBWによる微細加工に要求される10pA以上の電流値を達成したことから、本装置による負水素イオンのマイクロビーム化及びその利用を実現できる見通しを得た。
|
