ナノ領域の同位体分析を目指した質量分析法の開発

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10354008
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 圦本 尚義 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (80191485)
• 研究分担者: 松本 一哉 オリンパス光学工業株, 精密技術部, グループリーダー ; 高柳 功 オリンパス光学工業株式会社, アドバンストテクノロジーリサーチセンター, シニアリサーチエンジニア ; 平田 岳史 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (10251612)
• キーワード: 同位体分析 / 荷電粒子検出器 / 半導体センサー / 質量分析法 / 二次イオン質量分析法 / 隕石

研究概要

本研究は、申請者たちが開発してきたマイクロ領域のSIMS法とLA-ICPMS法をさらに発展させ、ナノ領域の分析可能な質量分析装置(同位体ナノスコープ)の開発と実用化を目的としている。その実現のために、申請者たちが進歩させてきた二次元半導体荷電粒子検出素子をデジタル化することにより上記の質量分析装置の空間分解能と分析感度の向上を目指している。
本年度は前年度製作した二次元半導体荷電粒子検出素子の評価をふまえ、その改良版の設計、製作および評価を以下の手順で行った。
1.前年度の雑音特性評価の結果をふまえ素子の基盤をn-MOSからp-MOSに変更し、素子を設計した。
2.蓄積信号のリーク率における電圧印加特性評価を行い、リークの原因を解明し、製作プロセスにフィードバックした。
3.以上の結果より二次元半導体荷電粒子検出素子の改良版を新しく製作し、実装した。
4.昨年度確立した評価プロセスを実施し改良版素子の評価を行った。
5.以上と平行して、検出素子の駆動方式を最適化した。
6.多目的微細組織評価システムにより素子の構造を分析し、素子の性能向上に役立てた。
7.現有の質量分析装置に開発中の素子を装着し、ナノ領域の同位体比分析法の開発を開始した。

研究成果

• [文献書誌] 圦本尚義: "質量分析と太陽系の進化"ぶんせき. 291. 219-228 (1999)
• [文献書誌] Maruyama S.,Yurimoto H.and Sueno S.: "Oxygen isotope evidence regarding the formation of spinel-bearing chondrules"Earth Planet. Sci. Lett.. 169. 165-171 (1999)
• [文献書誌] Takayanagi,J.Nakamura,H.Yurimoto,T.Kunihiro,K.Nagashima and K.Kosaka: "A Stacked CMOS APS for Charge Particle Detection and its Noise Performance"Proc. 1999 IEEE workshop on Charge Coupled Devices and Advanced Image Sensors. 159-162 (1999)
• [文献書誌] Yurimoto H.,Nagashima K.,Kunihiro T.,Takayanagi I.,Nakamura J.and Kosaka K.: "A stacked CMOS active pixel image sensor for charge particle detection and the application to SIMS"Microsc. Microanal.. 5 suppl 2. 370-371 (1999)
• [文献書誌] 高柳功、中村淳一、圦本尚義、国広卓也、永島一秀、小坂光二: "荷電粒子検出用CMOSイメージセンサー"電子情報通信学会技術研究報告. 99. 7-12 (1999)
• [文献書誌] 圦本尚義: "二次イオン質量分析法"丸善. 149-159 (1999)