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反応性コア-シェルクラスターイオンビームの生成と有機無機複合材料分析への応用

研究課題

研究課題/領域番号 16K05821
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 分析化学
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

盛谷 浩右  兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (20391279)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードSIMS / 分子クラスター / 脱離イオン化 / スパッタリング / 質量分析 / クラスター / 二次イオン質量分析法 / クラスターイオンビーム / GCIB / 分析科学 / 複合材料・物性 / 量子ビーム
研究成果の概要

Ar, 水およびメタノールのクラスターイオンビームによる有機分子層のスパッタ速度を比較した.メタノールに対する溶解度が大きく異なる二種類の分子のスパッタ速度を比較したところ、メタノールに対する溶解度が高い分子Aでは、加速エネルギーが低い場合に、メタノールクラスターのスパッタ速度が大きく上がることがわかった。しかし、加速エネルギーが高くなると、クラスター種間でのスパッタ速度に大きな差はなかった。この結果は, 分子クラスターによる有機分子スパッタ過程では, 低エネルギー領域において溶解に類似したプロセスが重要な役割を果たしていることを示唆している.

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年, Ar巨大クラスターのイオンビームがスパッタビームとして実用化され, 有機材料の低損傷スパッタリングが可能になっている.しかしArクラスターイオンビームは有機材料を低損傷スパッタできる反面,無機材料のスパッタ速度が有機材料に比べて著しく遅く, そのため有機無機複合材料や,無機材料中の有機分子などを分析することが困難である. 本研究は分子クラスターイオン照射による有機分子の脱離イオン過程および材料スパッタリングのメカニズムを明らかにすることで、上記の問題点を克服した新しい分析手法を開発するための基礎的知見となる.

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 分子クラスターイオンビームを用いたSIMS分子イオン収率の増加2018

    • 著者名/発表者名
      盛谷浩右
    • 雑誌名

      表面と真空

      巻: 61 号: 7 ページ: 452-457

    • DOI

      10.1380/vss.61.452

    • NAID

      130007403909

    • ISSN
      2433-5835, 2433-5843
    • 年月日
      2018-07-10
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Method to measure the size distribution of massive cluster ion beams using two rotating electric fields2018

    • 著者名/発表者名
      Kousuke Moritani, Masashi Nojima, Masanao Hotta, Satoshi Kurumi, Kaoru Suzuki, Tatsuya Adachi, Takashi Kusanagi
    • 雑誌名

      Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. B

      巻: 432 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2018.06.018

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Collision Induced Protonation of 1,4-Didodecylbenzene by Energetic Water Cluster Impact2019

    • 著者名/発表者名
      K. Moritani, A. Tanaka, N. Inui
    • 学会等名
      23rd International Workshop on Inelastic Ion-Surface Collisions
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparison study of desorption/ionization mechanisms of organic molecules under Ar and molecular clusters bombardment2019

    • 著者名/発表者名
      Kousuke Moritani, Tetsuro Masumoto, Kosuke Hayashi and Norio Inui
    • 学会等名
      22nd International Conference on Secondary Ion Mass Spectrometry
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Protonation and ionization of 1,4-didodecylbenzene under Water Cluster Bombardment2018

    • 著者名/発表者名
      Kousuke Moritani
    • 学会等名
      The 20th Scientific International Symposium on SIMS and Related Techniques Based on Ion-Solid Interactions(SISS-20)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Protonation of 1,4-didodecylbenzene under Water Cluster Bombardment2018

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tanaka, Kousuke Moritani, Norio Inui, Koji Sumitomo
    • 学会等名
      14th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures (ACSIN-14)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Protonation of organic molecules induced by collision of size-selected water clusters2018

    • 著者名/発表者名
      Kousuke Moritani, Atsushi Tanaka, Norio Inui, Koji Sumitomo
    • 学会等名
      14th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures (ACSIN-14)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水クラスターイオンビーム照射による有機分子のプロトン化反応2018

    • 著者名/発表者名
      盛谷浩右,田中厚嗣,乾徳夫,住友弘二
    • 学会等名
      2018年日本表面真空学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 分子クラスターイオンビーム照射による有機分子の脱離イオン化2018

    • 著者名/発表者名
      盛谷浩右
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 水クラスターイオンビーム照射による有機分子の脱離イオン化2018

    • 著者名/発表者名
      田中厚嗣, 盛谷浩右, 乾徳夫, 住友弘二
    • 学会等名
      電気学会 光・量子デバイス研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Measuring size distribution of large Ar cluster using two rotating electric fields type mass spectrometer2017

    • 著者名/発表者名
      Yutaro Higashihara、Masashi Nojima、Masanao Hotta、Satoshi Kurumi、Kaoru Suzuki、Tatsuya Adachi、Takashi Kusanagi、Kousuke Moritani
    • 学会等名
      SSSN-KANSAI Symposium on Surface Science & Nanotechnology -25th Anniversary of SSSJ Kansai
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2017-01-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Desorption and ionization of organic molecules induced by Ar and water cluster ion beams2017

    • 著者名/発表者名
      A. Tanaka, K. Moritani, N. Inui
    • 学会等名
      SISS-19, The scientific international symposium on SIMS and related techniques based on ion-solid interactions
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Desorption and ionization of organic molecules induced by liquid cluster ion collision2017

    • 著者名/発表者名
      K. Moritani, A. Tanaka, N. Inui
    • 学会等名
      SIMS XXI 21st interanational conference on secondary ion mass spectrometry
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 二連回転電場方式による Arクラスターイオンビームの質量分離 ~新しい原理を用いた質量分析装置の開発と評価~2016

    • 著者名/発表者名
      盛谷浩右、東原祐太朗
    • 学会等名
      知の交流シンポジウム
    • 発表場所
      姫路
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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