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小型マイクロビーム装置における負イオン源に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K06678
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 原子力学
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 (2016-2018)
国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 (2015)

研究代表者

大久保 猛  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線高度利用施設部, 主幹研究員(定常) (40446456)

研究期間 (年度) 2015-10-21 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードイオンビーム / マイクロビーム / プロトンビーム / PBW / 小型化
研究成果の概要

水素イオンマイクロビームは直接描画技術PBW(Proton Beam Writing)による三次元微細加工への応用が切望されており、この技術の普及を目的として、ビームの加速・集束を同時に行う加速レンズを用いた小型イオンマイクロビーム装置の開発を行っている。
本研究では、正水素イオンよりもビーム径を小さくできる負水素イオンのビーム発生を行った。その結果、PBWによる微細加工に要求される10pAの電流値の確保、マイクロビーム化及びその利用を実現できる見通しを得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

加速レンズ方式で『ガスイオンによる高エネルギーのマイクロビームをコンパクトな装置で形成する』というコンセプトは独自のものである。
本研究によって、PBWに利用できるイオンマイクロビームの実現見通しが得られたことで、3次元微細加工の精度が格段に向上することになり、スケールアップしたMeV級小型マイクロビーム装置の実現へ大きく前進する。このスペックのイオンビームは特に光通信用デバイスとして切望されている数マイクロメートルから数10マイクロメートル領域の立体構造体の研究開発にとって極めて有用なツールとなると考えられる。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Beam Diameter Reduction by Optimization of an Extraction Condition in a Compact Ion Microbeam System2017

    • 著者名/発表者名
      Ohkubo Takeru、Ishii Yasuyuki
    • 雑誌名

      Physics Procedia

      巻: 90 ページ: 79-84

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2017.09.022

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Preliminary formation of a negative ion microbeam in a compact ion microbeam system2018

    • 著者名/発表者名
      Takeru Ohkubo, Yasuyuki Ishii
    • 学会等名
      25th International Conference on Application of Accelerators in Research and Industry (CAARI2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 小型イオンマイクロビーム装置における負イオン発生技術の現状報告2018

    • 著者名/発表者名
      大久保 猛、石井 保行
    • 学会等名
      日本原子力学会2018年秋の大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Beam diameter reduction by optimization of an extraction condition in a compact ion microbeam system2016

    • 著者名/発表者名
      T. Ohkubo and Y. Ishii
    • 学会等名
      24th Conference on Application of Accelerators in Research and Industry (CAARI2016)
    • 発表場所
      Fort Worth, Texas, USA
    • 年月日
      2016-10-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 小型イオンマイクロビーム装置の引出条件の改良によるビーム径縮小2016

    • 著者名/発表者名
      大久保 猛, 石井 保行
    • 学会等名
      日本原子力学会2016年秋の大会
    • 発表場所
      久留米シティプラザ(福岡県・久留米市)
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2015-10-21   更新日: 2020-03-30  

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