2019 Fiscal Year Research-status Report
C60イオンに対する阻止能は炭素イオンの60倍か？～二次粒子測定によるアプローチ
| Project/Area Number |
18K05005
|
|---|
| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
鳴海 一雅 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, 次長(定常) (90354927)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 阻止能 / C60イオン / スパッタリング / 二次電子放出 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
従来の重イオンをはるかに超える高密度エネルギー付与のツールとしてビーム利用の拡大が期待されるフラーレンイオンについて、「C60イオンに対する固体標的の阻止能が、同じ速度の炭素イオンに対する阻止能の60倍になるのか？」という疑問に答えることを全体構想とする。
平成31/令和元年度は、核的阻止能と密接に関係するスパッタリング収量を、30 keV～9 MeVのエネルギー範囲でC60イオン衝撃をした金標的について測定した。測定には、量子科学技術研究開発機構高崎量子応用研究所イオン照射研究施設(TIARA)の400kVイオン注入装置からの30～1080 keV C60イオン(1価、2価、3価)、3MVタンデム加速器からの1.08～9 MeV C60イオン(1価、2価)を用い、前年度に構築した水晶振動子微量天秤法を用いたスパッタリング収量測定システムを用いた。なお、前年度の課題であった、周波数変化をスパッタリング収量に変換する較正方法は確立させてある。得られたスパッタリング収量はイオンの価数による差は認められなかった。しかし、同じエネルギーのC60イオンでもスパッタリング収量に加速器による違いが認められた。この原因については検討中である。スパッタリング収量のエネルギー依存性は800 keV近辺で最大となり、6000程度となった。同じ速度のCイオンによるスパッタリング収量を現在測定しているが、予備的な結果では、C60イオンによるスパッタリング収量が200倍程度大きくなることが明らかになった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
スパッタリング収量の測定は順調に進んでいるが、二次電子収量の測定に必要なマイクロチャンネルプレート(MCP、二次電子検出に用いる)移動機構を年度内に作製できなかったことから、当初の研究実施計画よりも若干遅れているものと判断する。
|
| Strategy for Future Research Activity |
金標的のスパッタリング収量については、C70イオン、C84イオン等での測定を行い、C60イオン同様、同じ速度のCイオンの結果との比較・検討を行う。さらに、核的阻止能を支配する要因である標的元素の原子番号・質量数の効果を明らかにするために、炭素のような軽元素標的でのスパッタリング収量の測定及び比較を行う。一方、電子的阻止能の比を評価するための二次電子収量の測定については、今年度作製できなかったMCP移動機構を完成させ、TIARAの400kVイオン注入装置、3MVタンデム加速器を用いた、C60イオン及びCイオン衝撃により炭素薄膜標的から放出される二次電子収量を測定し、同じ速度のCイオンの結果と比較、電子的阻止能の比を評価・検討する。
|
| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じたのは、今年度予定していたMCP移動機構が作製できなかったことと、新型コロナウィルス感染症拡大の影響により参加を予定していた2020年3月の日本物理学会第75回年次大会の現地開催が中止(ただし、参加登録費の納入、講演概要原稿もしくは特設webサイトに発表資料が掲示されることで発表は成立)になったため、旅費の執行に余裕ができたことが主な理由である。
この次年度使用額と次年度の支払請求額を合わせた使用計画は以下の通りである。設備備品費として二次電子収量の測定に必要なMCP移動機構の作製、消耗品費としてMCPの購入、スパッタリング収量の測定に必要な水晶振動子の購入、さらに国内学会及び国際会議(新型コロナウィルス感染症拡大の影響が懸念されるので、開催及び参加が可能であることが前提)に参加するための旅費・参加費に使用する。
|
