ダブルパルスレーザー堆積による窒化ホウ素同位体濃縮膜の合成

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19560053
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: 大場 弘則 Japan Atomic Energy Agency, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (60354817)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 横山 淳 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究主席 (20354821) ; 佐伯 盛久 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究員 (30370399) ; 山本 博之 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究主幹 (30354822)
• Keywords: レーザーアブレーション / プラズマ / ダブルパルス / 窒化ホウ素 / 同位体濃縮

Research Abstract

本研究では、窒化ホウ素のナノ秒レーザーアブレーション過程において、ダブルパルスレーザー照射によるイオン制御技術を開発するとともに、プラズマ中のイオンダイナミクスを解析し、同位体イオン軌道を制御した同位体制御薄膜の合成方法を開発する。そのために、プラズマの診断、照射レーザーのダブルパルス化による生成プルーム(放出粒子群)中イオン価数及びイオン密度の制御、得られたプラズマ特性に基づいたホウ素イオン軌道制御による窒化ホウ素薄膜の堆積、この3つを軸に研究を進めている。今年度の実施状況を以下に記す。
プルームプラズマの診断では、Nd:YAG(1064nm)あるいはXeClエキシマ(308nm)レーザー使用時に生成するアブレーションイオンを静電プローブおよびターゲット近傍の発光により検出した。生成イオンは、照射するレーザーにより価数、運動エネルギーが大きく異なることがわかり、今後のダブルパルス化によるプラズマ密度制御法開発に向けた基礎的な知見が得られた。また、薄膜合成では、プルームの中心軸上にてイオンを偏向電極に導入しイオン軌道を制御した後、負電位にバイアスした基板に到達させる予備的実験を行った。プルー