Organic secondary ion mass spectrometry with high sensitivity and high lateral resolution: development of a new cluster ion beam source

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05535
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 34020:Analytical chemistry-related
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: Fujiwara Yukio 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 上級主任研究員 (60415742)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: イオンビーム / クラスター / イオン液体 / 二次イオン質量分析 / SIMS

Outline of Final Research Achievements

Ion beam generation of protic ionic liquid was studied for secondary ion mass spectrometry of organic materials with high sensitivity and high lateral resolution. For high sensitivity, ion beam generation was studied using protic ionic liquids containing active protons. High lateral resolution is possible using a focused ion beam, so that needle emitters with sharp tips were developed. Since electrochemical reactions of ionic liquid in emitters is of great importance when generating ionic liquid ion beams, their reactions were studied.

Free Research Field

表面分析

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

有機系材料の二次イオン質量分析において、高感度化と高面分解能化は大きな課題となっている。高感度化のためにはプロトン化反応の促進が有効であることから、活性なプロトンを包含するプロトン性イオン液体を利用することは有用な技術となるものと期待される。また、高面分解能化のために尖った針をエミッターとするイオン源の開発を進めた。この方式は液体金属イオン源と同様の方式であり、高面分解能化に有効な技術になるものと考えられる。さらに、イオン液体イオン源に特有の電気化学反応についても重要な知見が得られた。これらの成果は、学術的に意義があるものと考えられる。