2007 Fiscal Year Annual Research Report
イメージ測光グロー放電発光分光法を用いた三次元元素マッピング装置の開発
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18360016
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
我妻 和明 Tohoku University, 金属材料研究所, 教授 (30158597)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
朴 賢國 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (50361176)
松田 秀幸 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (00181735)
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| Keywords | 表面・界面物性 / 発光分析 / グロー放電プラズマ / 元素同定 / 品質管理 |
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| Research Abstract |
グロー放電発光分析法において、グロー放電プラズマの2次元像を直接観察し試料の面方向の元素濃度分布を得るために、2次元イメージ分光器を用いた測定方法を考案し、試験装置を組み立てた。試料原子はスパッタリングによりグロー放電プラズマに取り込まれ、試料部位の直上にて励起され発光するため、プラズマの二次元分光像は試料表面における元素分布の情報を与える。2次元イメージ分光器とは、光源の空間分布をそのままの形で維持したまま分光して(特定の波長の光のみを選択し)、CCD検出器にその像を得るものである。通常の分光器ではレンズ系により光源からの光を集光するために、光源全体の平均的な発光強度は得られるが、その空間分布を得ることはできない。本研究では、イメージ分光器として分光計器(株)12580型を、CCD検出器としてPCO Corp. Semicam370KD-H型を使用した。
試料として亜鉛メッキ鋼板を使用し、様々な放電条件にて亜鉛及び鉄の発光線強度の空間分布を測定して、その空間分解能を評価した。その結果、空間分解能を向上させるためにはグロー放電をパルス状に点灯することが必須条件であり、その周波数はできるだけ低い値が望ましいこと、またパルスのデューティ比も低い値が望ましいことが分かった。但し、パルス放電の周波数やデューティ比を小さくすると発光強度も低下するため、検出器の感度の許容範囲内で測定を行う必要がある。本研究で用いた測定装置では、周波数10Hz、デューティ比10%程度が実用範囲であり、この時の空間分解能として0.8-1.3mmの値が得られた
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