2014 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 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, 分析計測標準研究部門, 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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| Outline of Annual Research Achievements |
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、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、まず昨年度に設計ならびに製作した電極部等を用いて帯電液滴ビーム源の改造を行った。その後、帯電液滴ビーム源をSIMS装置と連結させて、SIMS分析ができることを確認した。ビーム源を改造をしたことにより、13kV以上の高電圧においても、安定にイオン液体ビームを生成かつ照射することが可能となった。有機試料として、アミノ酸の一種であるアルギニンなどのSIMS分析が可能であることを確かめた。
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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
設計ならびに制作した部品を用いて帯電液滴ビーム源を改造し、高電圧条件において安定に動作できることが確認できた。また、SIMS装置に取り付けて、SIMS分析も可能であることが確認でき、おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
有機系試料のSIMS分析を行い、性能評価を行う予定である。また、イオン液体の種類を変えて、よりSIMS分析に適したイオン液体の探索も行う予定である。
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| Causes of Carryover |
昨年度、新たに判明した技術的な課題を解決するため、ビーム源の改造等に注力し、その課題を解決することはできた。一方、各種サンプルの分析やイオン液体の種類を変える実験には至らず、当初の予定よりも使用額が少なかった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
サンプルやイオン液体の種類を変えた実験を行うために使用する。
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