| 研究概要 |
本研究課題においては、平成11年度から13年度の3年聞にわたり、ポリアトミックイオン源を用いた飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF-SIMS)における高感度化並びに表面敏感性の向上に向けた研究を遂行した。
従来から広く用いられてきたO_2^+,Cs^+などに替えて、表面でのアトミックミキシングによるダメージが低く、生成二次イオン強度が増加すると期待されるポリアトミックイオンをSIMSの一次イオン源もしくはスパッタ用イオン源として応用することが注目されている。本研究では、四重極型二次イオン質量分析装置(Q-SIMS)、飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF-SIMS)において、ポリアトミックイオンを用いた場合に生じる試料表面での相互作用に関する基礎的な検討を行い、特にスパッタリングや二次イオン放出、表面状態変化に関する知見を得ることを目的とした。
具体的研究方法としては、代表的なポリアトミックイオンであるSF_5^+を二次イオン質量分析装置の一次イオン源として用い、各種試料から得られる二次イオン強度測定を行い、従来型の一次イオン源で得られた結果と比較検討し、SF_5^+のSIMS用一次イオン源としての特性を評価した。測定にはシリコン基板上にスパッタ-コートした銀(Ag)、銀上に塗布したポリカーボネート(PC)薄膜、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム及びシリコン基板上に塗布したローダミンB、インジウム板上に圧着したC_<60>などを試料として用いた。
各試料とも、それぞれAr^+とO_2^+を一次イオン源として用いた場合に比較することにより、顕著な二次イオン強度の増大効果を認めることができた。また表面での敏感性が大きく高まることも確認できた。さらに、強度の増大の程度は質量数の単調な変化ではなく、試料の化学構造に大きく依存することを明らかにした。高い質量領域測定や負イオン測定の場合についの強度増強効果を厳密に比較することにより、実用的な高感度分析法に十分用いることができることを明確に示すことができた。
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