2023 Fiscal Year Annual Research Report
イオン注入を利用した二次イオン質量分析法の高感度化への挑戦
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20K20934
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
藤谷 渉 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 准教授 (20755615)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
橋爪 光 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 教授 (90252577)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2024-03-31
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| Keywords | イオン注入 / 二次イオン質量分析 / 標準試料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2023年度は、カンラン石およびNIST 612ガラス標準試料に対して二次イオン質量分析を行った。具体的には、高崎量子応用研究所の低エネルギーイオン注入装置TIARAにより試料に注入したクロム-53イオンと、元来試料に含有されているクロムの間との感度差を測定した。イオン注入の実験自体は、2022年度に行われたものである。
分析には、東京大学弥生キャンパスに設置されているNanoSIMS 50Lを用いた。一次イオンビームには酸素イオンを用い、試料表面をラスタ―して発生する30Si,52Cr, 53Cr, 55Mn, 57Feの二次イオンイメージを取得した。イオンイメージにおいて二次イオン信号強度が一定になっている中央部分のみデータを処理し、分析時間の関数として二次イオン信号強度を表示することで、測定した同位体の深さ方向プロファイルを得た。地球標準試料の53Cr/52Cr比を仮定して、イオン注入を行っていない52Crの信号強度から元来試料に含まれている53Crの信号強度を見積もることで、イオン注入を行った53Crとの間の感度差を評価した。
本実験でのクロムイオンについての結果、および前年度までの炭素イオンについての同様の実験の結果を合わせて、注入したイオンと元来試料に含有されているイオンの間の感度差は小さく、20%から30%程度であることがわかった。また、同条件でイオン注入を行えば、感度差は試料にほとんど依存せず一定であった。イオン注入は任意の量の元素あるいは同位体を試料にドーズすることができるため、今回の感度差を小さいという実験結果は、二次イオン質量分析における標準試料（元素濃度が既知である必要がある）を作製するのにイオン注入が有効であることを示している。
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