Study on a negative ion source in a compact microbeam system

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 15K06678
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Nuclear engineering
• Research Institution: National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology (2016-2018); Japan Atomic Energy Agency (2015)
• Principal Investigator: Ohkubo Takeru 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 Final Research Achievements

A hydrogen ion microbeam is desired to be applied to three-dimensional micro processing by direct drawing technology PBW (Proton Beam Writing). For the purpose of popularizing this technology, a compact ion microbeam system has been developed using an accelerating lens that simultaneously accelerates and focuses the beam.
In this study, beam generation of negative hydrogen ions that can make the beam diameter smaller than that of positive hydrogen ions was performed. As a result, prospects to realize microbeam formation with a beam current value of 10 pA required for PBW was obtained.

Free Research Field

イオンビーム工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

加速レンズ方式で『ガスイオンによる高エネルギーのマイクロビームをコンパクトな装置で形成する』というコンセプトは独自のものである。
本研究によって、PBWに利用できるイオンマイクロビームの実現見通しが得られたことで、３次元微細加工の精度が格段に向上することになり、スケールアップしたMeV級小型マイクロビーム装置の実現へ大きく前進する。このスペックのイオンビームは特に光通信用デバイスとして切望されている数マイクロメートルから数10マイクロメートル領域の立体構造体の研究開発にとって極めて有用なツールとなると考えられる。