Challenge toward high-sensitivity secondary Ion mass spectrometry analysis with ion implantation

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K20934
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 17:Earth and planetary science and related fields
• Research Institution: Ibaraki University
• Principal Investigator: Fujiya Wataru 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 准教授 (20755615)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 橋爪 光 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 教授 (90252577)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2024-03-31
• Keywords: 二次イオン質量分析 / イオン注入 / 標準試料

Outline of Final Research Achievements

Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS) requires a standard material with a known chemical composition for correction of the matrix effect. In this study, we study ion implantation into samples by an accelerator to produce standard materials. As a basic experiment to produce standard materials, we implanted C or Cr ions to samples with a known C or Cr concentration and confirmed that the SIMS sensitivity is the same between the implanted and intrinsic ions. This observation indicates that ion implantation is certainly useful for the production of standard materials for SIMS.

Free Research Field

地球化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

二次イオン質量分析（SIMS）は高感度、高空間分解能を有する分析法であるが、分析対象の元素や試料によっては応用が難しい場合があった。特に、元素組成や同位体組成が装置内で分別し、その程度が試料の性質に強く依存する「マトリクス効果」により、SIMSにおいては組成がわかっている標準試料の準備が必要不可欠である。本研究では、加速器を用いたイオン注入によりSIMSの標準試料を作製する方法について検討した。結果、SIMSの感度という観点で、注入したイオンは試料に元来含まれているイオンと同じふるまいをすることが明らかになった。これは、イオン注入がSIMSの標準試料作製に広く応用できる可能性を示すものである。