研究課題
本研究計画ではパルスイオン注入への応用が可能なイオン電流密度及びイオン純度の実現が課題となる。そこで、これまでの研究成果に基づき、窒素イオンビームについて従来の加速方式によるイオン電流密度の向上を図るとともに、ビーム純度の向上が期待される新しい加速方式として我々が提案してきた「両極性パルス加速器」の開発のためのパルス電源の開発を行った。らに、SiCのドーパントとして期待されるAl^+イオン源を開発し、その特性評価を行った。具体的な成果は以下のとおりである。(1)窒素パルスイオンビームの開発及びイオン電流密度向上既に開発済みのパルスイオンビーム発生装置について、加速ギャップの磁場配位、電極形状の改善、ガスパフ型同軸プラズマガンの改善を行うことにより、パルスアニール効果が期待される50A/cm^2を上回る90A/cm^2のイオン電流密度を達成した。(2)両極性パルス発生用パルス電源の開発定格出力([-200kV、75ns、7Ω]+[+200kV、75ns、6.5Ω])の両極性パルス発生用パルス電源の開発を行った。このようなパルス電源開発は世界初の試みである。現在組み立てを完了し、来年度パルス発生試験を経て両極性パルス加速器によるビーム発生実験を行う予定である。(3)Al^+イオン源の開発真空中でのパルスアーク放電を利用したアークイオン源の開発を行った。研究では同軸形状のアークプラズマガンを試作し、アルミ電極を真空アーク放電によって気化した後、大電流のパルスによりプラズマ化して加速する方法でパルス的な高密度プラズマ生成を試みた。これまでの実験の結果、100A/cm^2を超えるイオン電流が得られることが確認され、パルスビーム源として応用が可能であることを確認した。来年度はイオン発生の安定性を向上した上で、イオンビーム加速実験を行う予定である。
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Plasma Devices and Operations 13(1)
ページ: 57-65
Proc.Int'l Conf.on High Power Particle Beams, Saint Petersburg, Russia, July 18-23 2004 (in press)
Proc.Int'l Cnof.on High Power Particle Beams, Saint Petersburg, Russia, July 18-23 2004 (in press)
Nuclear Instruments & Methods in Physics Research, Section A 535/3
ページ: 614-621
