| 研究概要 |
ナノスケール材料・構造体の作製・物性評価において、期待した組成・構造が実現しているかを明らかにする手段、すなわち高い空間分解能を有するコンパクトな新しい元素分析評価技術の開発が必要不可欠である。レーザーマイクロプローブを用いた質量分析装置の平面方向の分解能は回折限界(光スポットサイズの数マイクロメートル程度)によって制限される。これを打破するため光近接場技術を利用し、回折限界を超えた微小な光スポットを発生することで、質量分析の空間分解能の向上を図ることを目指している。既存の走査トンネル顕微鏡をベースにした近接場光学顕微鏡、パルスレーザー光学系ならびに独自に設計・試作した質量分析装置を組み合わせることで、近接場質量分析顕微鏡の開発に向けた基礎研究を行った。本年度は、特に近接場質量顕微鏡の質量分析部分の開発を中心に研究を行った。質量分析部の周辺はトンネル顕微鏡部分との配置関係からスペースが限られ、汎用の質量分析装置をそのまま使用することが難しい。また通常のマクロな質量分析に比べナノスケールの局所領域から脱離した元素数は極端に少なくなるため、分解能は多少犠牲にしつつも高効率かつ高感度という点に重点を置き質量分析部分を設計・試作した。まず、その性能評価としてナノ秒レーザーを用いてAu, Ag, Siターゲットをアブレーションし飛行時間法により質量分析を行った。その結果、それぞれの元素を識別し質量分析できることを確認した。これから飛行時間と質量の関係を明らかにし、また現状での質量分析のおよその分解能を見積もった。さらに、局所領域から脱離した元素数を効率的に検出器まで導くための引き込み電極部分についても検討を行った。
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