惑星探査用次世代超高感度極微量質量分析システムの開発

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16GS0214
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 石原 盛男 大阪大学, 理学研究科, 助教授 (30294151)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 豊田 岐聡 大阪大学, 理学研究科, 助教授 (80283828) ; 植田 千秋 大阪大学, 理学研究科, 助教授 (50176591) ; 松本 拓也 大阪大学, 理学研究科, 助手 (50294145) ; 内野 喜一郎 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (10160285) ; 杁本 尚義 北海道大学, 理学研究科, 教授 (80191485)
• Keywords: 多重周回飛行時間型質量分析計 / 非共鳴多光子吸収 / 収束イオンビーム装置 / 二次イオン質量分析

Research Abstract

今年度は昨年度に製作を行った超高感度極微量質量分析システムの性能評価ならびに基礎実験を行った。
1.制作した質量分析システムの基礎実験として,二次イオン質量分析法を用いて多重周回飛行時間型質量分析計の動作テストを行った.試料には銀,金,銅などの金属試料を用い,その結果,100周回程度イオンを周回させ,質量分解能20,000(FWHM)を達成した.
2.レーザー励起によるポストイオン化の基礎実験として,銀,金,銅,白金などの金属試料やケイ素などの半導体試料を用い,二次イオン質量分析法による信号強度とポストイオン化による信号強度の比較を行った.ポストイオン化用フェムト秒レーザー(パワー密度2×10e14W/cm2)を導入することにより,いずれの試料においても信号強度が数倍から100倍程度増加する事を確認した.また,ほぼ全ての試料においてイオン化の飽和が起こる事を確認した.この事により,レーザー光と相互作用する二次粒子が100%のイオン化効率でイオン化されている事を確認した.
3.1次イオン照射装置とレーザー,飛行時間型質量分析計を有機的に連携して操作するため,操作用ソフトウェアの開発を行った.また,微小領域の測定において問題になる装置の振動を抑制するため,妨振台を導入した.これにより,マイクロメートルオーダーの微小領域の観察ならびに測定が可能になった.また,絶縁物試料の測定においては試料のチャージアップが測定の妨げになるため,SII社の中和銃を導入し,これにより金属,絶縁物を問わず測定対象とする事が可能になった.