2014 Fiscal Year Annual Research Report
ナノカーボン電界エミッタを用いた小型高性能電子顕微鏡およびＸ線顕微鏡の開発
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25286024
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
齋藤 弥八 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90144203)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中原 仁 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20293649)
安坂 幸師 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (50361316)
村田 英一 名城大学, 理工学部, 准教授 (40387759)
永井 滋一 三重大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40577970)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | カーボンナノチューブ / 電子源 / 電界放出 / 走査電子顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1本の単一カーボンナノチューブ（CNT）を電子源とする小型走査電子顕微鏡（小型SEM）の開発およびX線顕微鏡への応用を目指して，本年度は，以下の研究を実施した。
１．前年度に設計・製作した電子線照射系の小型卓上SEMの鏡筒部への組込み：電子銃部，鏡筒および試料室をターボ分子ポンプ2台によって真空排気することにより，電子銃部を10-7Paオーダーの真空に維持できることを確認した。電子線の高い安定性を確保するため，電子源室は超高真空の環境を必要とする。そのため，軸調整用の可動部分にはOリングは用いず，ベローズを使った可動機構を採用した。また，外部コイルによる電子線の軸調整機構も付加した。
２．電極構造の変更および真空排気系の除振対策：当初の実験装置の設計段階では想定できなかった電子銃内での放電，および真空排気ポンプの機械的振動の侵入による装置本体の振動が起こったため，電子銃電源の修理，放電防止のための内部電極構造の変更，および振動抑止構造の追加することにより，これらの問題を解決した。
３．単一CNT電子エミッタの作製：マイクロマニピュレータを装備した他のSEMを用いて、電子ビーム誘起堆積法により1本のCNTをW針先端に固定し、CNTエミッタを作製した。電子放出前に，CNT表面を清浄にするためのフラッシング機能も付加した。
４．電子ビームの生成：CNT電子エミッタから放出された電子を引出電極、バトラー第1および第2電極、コンデンサー絞り、対物レンズを通過させ、試料に照射することに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の設計段階では想定できなかった電子銃内での放電，および真空排気ポンプの機械的振動の装置本体への振動の侵入が起き，電子ビームを安定にターゲットに照射することが出来ないことが判明したため，電子銃電源の修理，放電防止のための内部電極構造の変更，および振動抑止構造の追加が必要となり，これらの改良に5ヶ月要した。
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| Strategy for Future Research Activity |
内部電極構造の改良，および振動抑止構造の追加が完了したので，当初の目標を目指して，来年度はSEM分解能と電子ビーム径の評価，X線顕微鏡像の撮影に向けて，研究を加速させる。
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| Causes of Carryover |
作製した実験装置に当初の設計段階では想定できなかった問題が判明したため，その改善と設計変更に時間を要したため，当初の計画を遅らせた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
これらの問題は解決されたので，次年度に使用する計画である。
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