新しい有機膜作成法のための比較的大きな有機分子のクラスタービーム源の開発

• 研究課題/領域番号: 10740324
• 研究種目: 奨励研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機能・物性・材料
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 吉田 弘幸 京都大学, 化学研究所, 助手 (00283664)
• 研究期間 (年度): 1998 – 1999
• 研究課題ステータス: 完了 (1999年度)
• 配分額: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円); 1999年度: 500千円 (直接経費: 500千円); 1998年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
• キーワード: 有機クラスター / 有機薄膜 / 真空蒸着 / クラスター蒸着 / 飛行時間型質量分析 / 超音速自由噴流法 / クラスタービーム

研究概要

昨年度、入念に設計を行い製作に着手したクラスター生成装置について、本年度は、さらに詳細な調整を含む以下の準備を行ない、アルゴン、アクリロニトリルなどを試料に選んでそのクラスター生成の試行段階に到達した。
1.清浄な真空が得られるようにした。十分に焼き出しを行い、圧力がポンプの到達圧力程度まで到達することを確認した後、分圧計による残留ガス分析から、真空漏れや拡散ボンプ油による汚染などがないことを確認した。これによって、薄膜調整を行う際に必要な洗浄真空が、本装置で得られることがわかった。
2.排気速度の確認のため、まず、開口径0.1mmのノズルを取り付けて窒素ガスを澱み圧1-10気圧で導入した結果、クラスター生成槽の圧力は油拡散ポンプの排気限界である。10^<-3>Torrを越えた。そこで、ノズルの開口径を半分の0.05mmにした。しかし、薄膜調整のため十分なクラスター量を得るには大きな開口径ノズルが有利なので、クラスター生成槽をメカニカルブースターボンプで直接排気できるように改良中である。これによって圧力は10^<-1>Torrに上昇するが、排気流量は5倍の10Torr・1/sとなり、大きな開口径ノズルが利用できるようになる。
3.新たに以下の部分の設計・製作を行なった。(1)飛行時間型質量分析装置:全分解能を支配する飛行長とリフレクトロン長をそれぞれ2000mm、250mmとし、設計上の分解能をM/ΔM=10000程度とした。(2)質量分析に用いる高圧パルス電源:1-2kVを10^<-7>秒程度で立ちあがるように設計した。(3)クラスターの電子衝撃イオン化のための電子銃。低速(10-100eV)で高い電流密度の電子ビームが得られるように工夫した。