2013 Fiscal Year Research-status Report
イオン液体を用いた高集束性液滴ビーム源の開発：有機系試料の高精度SIMSへの展開
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25410163
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
藤原 幸雄 独立行政法人産業技術総合研究所, 計測フロンティア研究部門, 主任研究員 (60415742)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 表面分析 / イオンビーム / 二次イオン質量分析 |
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| Research Abstract |
二次イオン質量分析法（Secondary Ion Mass Spectrometry: ＳＩＭＳ）は、一次イオンビームを試料表面に照射することで生じた二次イオンを質量分析する手法である。分析対象が無機材料の場合には、酸素やセシウムあるいはガリウム等のイオンビームが用いられ、高い面分解能のＳＩＭＳ分析が可能となっている。一方、有機材料の場合には、イオンビーム照射に起因する有機分子の解離（＝フラグメンテーション）が避けられず、分子量の大きな二次イオンはほとんど検出できないという問題があった。ところが、近年、金や炭素等のクラスターイオンを一次イオンビームとして用いることで、比較的大きな有機分子も検出できるようになり、半導体産業のみならず、化学分野等においても、ＳＩＭＳの応用範囲が広がっている（＝“クラスターＳＩＭＳ”と呼ばれる）。
本研究は、イオン液体を高真空中でエレクトロスプレーする方式を用いた帯電液滴ビーム源を開発し、帯電液滴ビームの高集束化、ならびに有機・生体関連分子の低損傷な二次イオン化技術の実証を目的とするものである。本年度は、イオン液体を真空エレクトロスプレーする方式の簡易的な帯電液滴ビーム源を用いたＳＩＭＳ実験を試み、イオン液体ビームを用いて有機系試料のＳＩＭＳ分析が可能であることを示すとともに、解決すべき技術課題をも明らかにした。さらに、明らかとなった課題を解決するため、エレクトロスクレー部の改造を行い、課題解決の目途を得ることができた。また、イオン軌道計算ソフトを用いて各種電極等の設計も行い、イオン液体ビーム源の改造に向けた準備を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
イオン液体ビーム照射を用いたＳＩＭＳ実験を実施した結果、解決すべき課題が明らかとなったが、その対策の目途が得られた。また、ビーム源を改造するための電極等の設計も完了しており、おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
ＳＩＭＳ実験の結果明らかとなった技術的な課題については、解決の目途が得られており、今後はビーム源の改造を進める。その後は、有機系試料のＳＩＭＳ分析を行い、性能評価を行う予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
実験により新たに判明した技術的な課題の解決に向けた試行錯誤に注力したため、改造部品の設計は完了したものの、実際の製作には至らず、当初の予定よりも使用額が少なかった。
設計が済んでいる改造部品を製作するために使用する。改造部品の製作完了後は、ビーム源として一体化し、ＳＩＭＳ実験を行う。
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