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イオンビーム照射による固体内および表面における化学反応機構の研究

研究課題

研究課題/領域番号 05680411
研究種目

一般研究(C)

配分区分補助金
研究分野 エネルギー学一般・原子力学
研究機関東京大学

研究代表者

柴田 裕実  東京大学, 原子力研究総合センター, 助教授 (30216014)

研究分担者 吉田 陽一  大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (50210729)
田川 精一  大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (80011203)
研究期間 (年度) 1993 – 1994
研究課題ステータス 完了 (1994年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1994年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1993年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
キーワード高エネルギーイオンビーム / 放射線照射効果 / 高分子薄膜 / 発光スペクトル / ポリシラン / イオンビーム照射 / 放射線化学 / 高分子
研究概要

これまでレジスト材料である典型的な高分子薄膜に対する高エネルギー・イオンビームによる照射効果の研究を行い、γ線や電子線照射では見られない著しい線質効果があることがわかってきた。それらの現象は固体の表面及び内部での化学反応によるものであるが、その発現機構は未だ解明されてはいない。高エネルギーイオンビーム照射による化学反応には主鎖切断、架橋、炭素化、アブレーションやスパッタリングなどが起こっており複雑な過程を示す。これらの現象の解明には照射中の吸収・発光の測定が必要とされているが、イオンビームによる時間分解吸収測定は極めて難しいので、発光についてのみ時間分解波長スペクトル及び発光寿命などの測定行った。その結果、過渡的な生成物についても著しい線質効果があることがわかった。
平成5年度は主にポリシラン高分子薄膜に対する高エネルギー・イオンビームの照射を行い、生成物分析、光伝導度の測定や照射中に放出される光スペクトルの時間変化を調べ、照射によって過渡的に分解、生成する励起状態やラジカルの挙動を研究した。平成6年度は極低温照射装置を導入し、室温から30Kの極低温まで試料の温度を変えたイオンビーム照射が可能となったが、極低温にすることにより試料に微量に含まれる不純物の照射効果が顕著に現れるようになった。このため、試料作りが極めて重要になったのであるが、現時点での技術では微量の不純物を除去するには至っていない。しかし、温度変化による照射効果を調べることは照射による構造変化を調べることになるので室温付近であっても重要な知見を与えてくれる。例えば、ポリジヘキシルランは315K付近で構造変化を起こすがイオンビーム照射によってもその前後で発光スペクトルに著しい変化が現れることがわかった。以上のように本研究では種々のポリシラン高分子薄膜にイオンビームを照射し、その構造変化を調べることにより、イオンと物質の相互作用を明らかにしてきた。

報告書

(3件)
  • 1994 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1993 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (15件)

  • [文献書誌] H. Shibata: "Time-dependent emission spectra from polysilane thin films irradiated by MeV ion beams" Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B. 105. 42-45 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Seki: "Radiation Effects of Ion and Electron Beams on Poly (methylphenylailane)" Radiat. Phys. Chem.48. 539-544 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Koizumi: "Radical Formation in the Radiolysis of Solid Alanine by Protons and Helium Ions" Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B. 117. 269-274 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Seki: "Positive-Negative Inversion of Silicon Based Resist Materials : Poly (di-n-hexylsilane) for Ion Beam Irradiation" Jpn. J. Appl. Phys.36. 5361-5364 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Seki: "Radiation Effects on Hole Drift Mobility in Polysilanes" Radiat. Phys. Chem.49. 389-393 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Seki: "LET Effects of Ion beam Irradiation on Poly (di-n-hexylsilane)" Radiat. Phys. Chem.50. 128-133 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Shibata: "Time-dependent emission spectra from polysilane thin films irradiated by MeV ion beams" Nucl.Instrum.Meth.Phys.Res.B. 105. 42-45 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Koizumi: "Radical Formation in the Radiolysis of Solid Alanine by Protons and Helium Ions" Nucl.Instrum.Meth.Phys.Res B. 117. 269-274 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Seki: "Radiation Effects of Ion and Electron Beams on Poly (methylphenylsilane)" Radiat.Phys.Chem.48. 539-544 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Seki: "Radiation Effects on Hole Drift Mobility in Polysilanes" Radiat.Phys.Chem.49. 389-393 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Seki: "LET Effects of Ion Beam Irradiation on Poly (di-n-hexylsilane)" Radiat.Phys.Chem.50. 128-133 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Seki: "Positive-Negative Inversion of Silicon Based Resist Materials : Poly (di-n-hexylsilane) for Ion Beam Irradiation" Jpn.J.Appl.Phys.36. 5361-5364 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shuhei Seki他: "Radiation Effects of Ion and Electron Beams on Poly(methy|pheny|silane)" Maclomolecules. (印刷中). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Hiromi Shibata他: "Time-deppendent Emission Spectra from Polysilane Thin Films Imadiated by Me V Energy Ion Beams" Nucle.Instrum Meth.(印刷流). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Shuhei Seki 他: "Radiation Effects of Ion and Electron Beams on Poly(methylphenylsilane)" Macromolecules. (印刷中). (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書

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公開日: 1993-04-01   更新日: 2016-04-21  

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