2019 Fiscal Year Research-status Report
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18K03880
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| Research Institution | Chiba Institute of Technology |
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Principal Investigator |
瀧野 日出雄 千葉工業大学, 工学部, 教授 (70633238)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | イオンビーム / 磁気レンズ / 四重極磁石 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（1）イオンビーム収束特性の評価実験
磁気レンズ未使用の場合について，イオン電流プロファイルを測定した結果，イオンビームは円形であり，その大きさは直径約80mmであった．また，イオン電流のピーク値は0.017μAであった．次に，前年度製作した2段の四重極磁石からなる磁気レンズ（以下，2段磁気レンズ）を用いて同様の測定を行った．その結果，イオンビームは楕円で，大きさはX方向で約2mm，Z方向で約25mmであった．イオン電流のピーク値は0.83μAまで増加した．このように，磁気レンズによってイオンビームを収束させることができたが，X方向に比べてZ方向の収束は弱い．そこで下記（2）のようにイオン軌道をシミュレーションで調べたところ，3段の磁気レンズを用いることにより，Z方向にも収束できる可能性があることが示された．シミュレーションの結果に基づき3段磁気レンズを設計製作し，イオンビームの出力を確認できた．
（2）イオン軌道のシミュレーション
イオンガン出口でのイオンビーム径が6mmで，エミッタンスεrmsが8.6と17.2πmm-mrad の条件にて，被加工面に入射するイオン分布をシミュレーションした．磁気レンズ未使用の場合は，いずれのεrmsでもイオンビームは30×30mmの領域に広がっていた．2段磁気レンズを用いた場合は，εrms = 8.6と17.2 πmm-mradについて，イオン分布は，それぞれZ方向に9.7mmと22.5mmとなった．したがって，実験でZ方向の収束が弱かったのは，εrmsが大きかったためと考えられる．そこでZ方向の収束を向上させるために，3段磁気レンズの収束特性を調べた．その結果，εrms = 8.6と17.2 πmm-mradの場合，イオン分布はそれぞれZ方向に2.2mmと5.0mmに収束することがわかり，3段磁気レンズの有効性が示された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
３段磁気レンズが完成し，イオンビームの出力まで確認できたので，当初の計画どおり順調に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
3段磁気レンズを利用した場合について，イオン生成条件とイオンビームの収束特性を明らかにする．また，生成したイオンビームによる加工実験を実施する．
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染拡大の影響で，発注したイオンゲージの製作が発注先で遅延し，今年度内に納品されなかったため，次年度使用額が生じた．次年度6月には納品予定なので，未使用額はそれに充てる．
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