2018 Fiscal Year Annual Research Report
複合アニオン薄膜分析用水素検出効率100％の重イオンERDA開発
Publicly Offered Research
| Project Area | Synthesis of Mixed Anion Compounds toward Novel Functionalities |
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| Project/Area Number |
17H05475
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
関場 大一郎 筑波大学, 数理物質系, 講師 (20396807)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 反跳原子検出法 / 酸窒化物 / 水素 / イオンビーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
TOF-E telescope ERDA（飛行時間測定型・反跳粒子検出法）のプロトタイプを完成させ、主に窒素、酸素、水素を含む薄膜およびその多層膜への応用を行った。具体的には筑波大学研究基盤総合センター応用加速器部門にある1MVタンデトロン加速器のDコースにTOF-E telescope ERDAシステムを構築した。Cl^+3イオンを4MeVまで加速して試料に入射し、ビーム方向から30°の反跳角で測定を行った。飛行時間は2つのMCP（マイクロチャンネルプレート）を700mmの間隔で設置し、それぞれのシグナルをstartとstopにして測定した。軽元素の絶対定量が可能かどうかを判断するためにCaTaO2Nという組成の分かった膜を測定し、統計誤差の範囲内でOとNの比が2になることを確認した。このことを利用し、成膜時のプロセスガスの圧力を変えた試料において圧力由来の不純物効果を観察することに成功した。具体的には圧力が小さいときに多くの酸素、水素の不純物が観察された。ガス導入時に一定数の水蒸気が混入することを示唆している。深さ分解能は2nmに到達し、各層が10nm厚の多層膜でも定量が可能になった。SiAlN/TiN/SiAlNという3層膜で測定した結果、各層で窒素の組成比がことなることを明瞭に確認できた。また、不純物としての水素にも敏感であり、基板との界面と最表面に水酸基によると考えられる水素のピークを確認できた。今後の課題としては信号処理系の電気ノイズによりディスクリレベルを高く設定せざるを得ず、結果として信号の数え落しが40%近くあるのを改善する必要がある。信号を早い段階でデジタル化し、デジタルオシロでの飛行時間測定などの信号処理システムを導入したい。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(3 results)
