2013 Fiscal Year Research-status Report
励起光エネルギーに依存したPTFEに対する放射光照射効果
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25420734
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
春山 雄一 兵庫県立大学, 高度産業科学技術研究所, 准教授 (10316036)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 放射光照射効果 / フルオロカーボン |
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| Research Abstract |
PTFE表面に対する放射光照射効果を明らかにしていくために、放射光照射時にどのようなフラグメントが観測できるのかは、PTFE表面に対する放射光照射効果を調べる上で重要な点であることから、まず、4重極質量分析器をチャンバーに設置し、質量分析器の立ち上げを行った。次に、エネルギーが70～260 eVに単色化された放射光を用いて、PTFE表面に対する放射光照射時におけるフラグメントの観測を行い、質量数31, 50, 69のピークが増加することが示された。これらの質量数は、CF, CF2, CF3のフラグメントに対応すると考えられる。放射光の0次光を照射した場合、これらのピークに加えて、質量数81, 100, 119のピークが増加することが示された。これら増加した質量数のピークは、C2F3, C2F4, C2F5のフラグメントに対応すると考えられる。さらに、1253.6 eV のエネルギー持つX線を照射した場合におけるフラグメントの観測も行った。
PTFE表面に対する放射光照射効果の詳細を明らかにしていくために、PTFEと同様なCF2鎖を持つフッ素含有自己組織化膜のX線照射効果を光電子分光スペクトル測定により評価した。C 1s内殻光電子スペクトルは、結合エネルギー293, 291, 286, 284.5 eVの4成分存在したが、X線の照射と共に、291 eVの成分が減少することが観測された。この成分は、CF2結合に対応しており、CF2鎖の結合がX線照射により、切断しやすいことを示している。このように、CF2鎖を持つフルオロカーボンは、X線照射により分解しやすく、照射損傷に十分注意を払う必要があることを明らかにした。
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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
平成25年度の実験計画に書いた通り、まずはじめに、4重極質量分析器を照射チャンバーに設置し、4重極質量分析器の立ち上げを予定通りに行った。次に、単色化された放射光を用いて、放射光照射効果を調べた。平成25年度は、放射光エネルギーが70～260 eVと炭素1s内殻準位の結合エネルギーより、低エネルギーの励起光を用いた場合と、炭素やフッ素1s内殻準位の結合エネルギーより大きいエネルギーを持つ励起光を用いた場合について、励起光照射効果を調べた。これら２つの場合において、励起光照射時におけるフラグメントの観測を行った。PTFE表面に対する照射効果を明らかにしていくために、PTFEと同様なCF2鎖を持つフッ素含有自己組織化膜の光電子分光スペクトル測定による評価を行った。C 1s内殻光電子スペクトルは、結合エネルギー293, 291, 286, 284.5 eVの4成分存在したが、X線の照射と共に、291 eVの成分が減少することが観測された。この成分は、CF2結合成分に対応しており、CF2鎖の結合がX線照射により、切断しやすいことを示している。このように、CF2鎖を持つフルオロカーボンは、X線照射により分解しやすく、X線を用いた計測の際には、照射損傷に十分注意を払う必要があることを明らかにした。これらの結果を電気学会の論文誌へ投稿し、平成26年4月に掲載されたことから、おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
炭素1s内殻準位の結合エネルギーよりも高エネルギー側で、フッ素1s内殻準位の結合エネルギーより小さい励起エネルギーを用いて、放射光照射効果を調べていく。これは、炭素の1s準位がどのように関連しているのかを明らかにするためである。平成25年度と同様に、励起エネルギーを変化させて、PTFEの放射光照射に対する光量依存性の放射光照射実験を行う。放射光照射時には、4重極質量分析器によりチャンバー内のフラグメントを測定し、励起エネルギーによるフラグメントの違いを観測していく。また、放射光を照射したPTFE表面に対して、光電子分光法により炭素とフッ素の組成比、成分(CF3, CF2, CF, C-CF,…等)およびその成分の存在比やどのような結合手があるのかを調べる。加えて、表面構造や接触角を測定する。
さらに研究をより進めるために、PTFEの放射光照射に対する温度依存性の放射光照射実験を行う。4重極質量分析器によりチャンバー内のフラグメントを測定し、励起エネルギーによるフラグメントの違いも観測していく。また、放射光を照射したPTFE表面に対して、光電子分光法により炭素とフッ素の組成比、成分およびその成分の存在比を調べ基板温度にどのように依存するのかを明らかにする。水の接触角計により、表面構造や接触角を測定する。これらすべてのデータを総合的に解析し、PTFEに対する放射光照射効果を明らかにしていく。
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