| 研究課題/領域番号 |
19K05280
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
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| 研究機関 | 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 |
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研究代表者 |
菊地 貴司 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 専門技師 (30592927)
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| 研究分担者 |
間瀬 一彦 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (40241244)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 非蒸発型ゲッター / 非蒸発型ゲッターポンプ / 残留ガス分析 / 排気速度測定 / チタン / 窒化チタン / 電子顕微鏡 / 放射光光電子分光 / 無酸素パラジウム/チタン / 銀微粒子 / 真空 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
真空中で加熱すると反応性の高い表面が生成し（活性化）、残留ガスを排気する材料を非蒸発型ゲッター（NEG）と呼ぶ。NEGを利用したNEGポンプは、省エネルギー、活性気体に対する排気速度が大きい、無振動、オイルフリー、軽量といった利点があり、加速器、電子顕微鏡等の真空排気に広く使われている。しかし市販のNEGには、活性化温度が300℃以上、大気導入と活性化を繰り返すと排気性能が低下する、といった欠点があり、頻繁に大気を導入する装置では使われていない。そこで本研究では、H2Oも排気でき、活性化温度が100～150℃程度と低く、大気導入と活性化を繰り返しても排気性能が低下しない新しいNEGを開発する。
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| 研究成果の概要 |
超高真空下で純度99.995%の無酸素Tiを蒸着後、純度99.9%の窒素を導入して表面を窒化した新しいNEGである表面窒化無酸素Ti蒸着膜を開発した。内面に表面窒化無酸素Tiを蒸着した真空容器は、真空排気、ベーキング、真空封止すると10-7Pa台の超高真空を維持する事、真空封止下でH2、H2O、O2、CO、CO2の分圧は10-8Pa程度以下に保たれる事、高純度N2導入、大気曝露、真空排気、ベーキングを30回繰返しても残留ガスを排気する事を見出した。活性化温度を100℃程度まで下げる事を目的として無酸素Tiの純度を上げた表面窒化高純度無酸素Ti蒸着膜を開発し、放射光ビームラインへの応用を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、酸素、炭素がそれぞれ0.001%以下で、表面が部分的に窒化したチタン蒸着膜（表面部分窒化高純度チタン蒸着膜）を開発して、活性化温度が従来の温度より低く、真空排気性能が高く、大気曝露とベーキングを繰り返しても活性化温度の上昇や真空排気性能の低下が起きにくい新しいNEGを製作した。この新しいNEGを半導体デバイス製造用真空装置、ディスプレイ製造用真空装置、電子顕微鏡、光電子分光装置、加速器関連産業、放射光関連産業などの超高真空関連への応用を行うことができれば、半導体デバイスなどの製造工程におけるCO2排出量を削減して地球温暖化抑制を図るとともに、国内製造業の競争力強化にも貢献できる。
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