| 研究課題/領域番号 |
18K05005
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| 研究機関 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 |
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研究代表者 |
鳴海 一雅 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線高度利用施設部, 次長 (90354927)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 阻止能 / C60イオン / スパッタリング / 二次電子放出 |
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| 研究実績の概要 |
従来の重イオンをはるかに超える高密度エネルギー付与のツールとしてビーム利用の拡大が期待されるフラーレンイオンについて、「C60イオンに対する固体標的の阻止能が、同じ速度の炭素イオンに対する阻止能の60倍になるのか？」という疑問に答えることを全体構想とする。令和3年度は、前年度に引き続き、核的阻止能と密接に関係するスパッタリング収量を炭素標的について測定した。測定には、量子科学技術研究開発機構高崎量子応用研究所イオン照射研究施設(TIARA)の400kVイオン注入装置、3MVタンデム加速器を使用し、30 keV～9 MeVのC60イオン、及びC60イオンと同じ速度のC70イオン、Cイオンを用いた。現在、結果を解析中である。また、前年度からの懸案として、Cイオンによる金のスパッタリング収量がSRIM2008コードによるシミュレーション結果、及びSigmundの線形衝突カスケード理論による予測より1桁程度大きいという問題が残っていた。水晶振動子の周波数変化をスパッタリング収量(金薄膜の厚さの減少)に変換する較正方法の問題だと示唆する予備的結果が得られていたことから、スパッタリングによる金薄膜の厚さの減少をラザフォード後方散乱法によって測定することにより周波数変化とスパッタリング収量との関係(較正係数)を求めた。この較正係数を用いると、シミュレーション結果及び理論による予測と実験結果の間の不一致が解消されたことから、較正係数に問題があったことが明らかになった。一方、電子的阻止能に密接に関係する二次電子収量の測定を開始した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
炭素のスパッタリング収量の測定を終え、二次電子収量の測定を開始したものの、前者のデータ解析が済んでいないことから当初の研究実施計画よりも若干遅れているものと判断する。
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| 今後の研究の推進方策 |
炭素標的についてスパッタリング収量測定の結果をまとめ、C60イオン、C70イオンの結果と、同じ速度のCイオンの結果との比較・検討を行う。さらに、核的阻止能を支配する要因である標的元素の原子番号・質量数の効果を明らかにするために、金のスパッタリング収量の結果と比較する。一方、電子的阻止能の比を評価するための二次電子収量の測定については、TIARAの400kVイオン注入装置、3MVタンデム加速器を用いたC60イオン衝撃により炭素薄膜標的から放出される二次電子収量の測定を継続し、同じ速度のCイオン衝撃による結果と比較、電子的阻止能の比を評価・検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
次年度使用額が生じたのは、今年度実施された国内学会がオンライン開催になったこと、実施が予定されていた国際会議が延期になったことの2つの理由により旅費の執行に余裕ができたためである。この次年度使用額は国内学会及び国際会議に参加するための旅費・参加費に使用する計画である。
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| 備考 |
研究発表：鳴海 一雅、山田 圭介、平野 貴美、千葉 敦也、百合 庸介、齋藤 勇一、「C60、C70イオンによる金スパッタリングの非線形効果」、QST高崎サイエンスフェスタ2021、2021年12月8日
招待講演：鳴海 一雅、「C60イオン衝撃による金のスパッタリング収量の測定」、応用物理学会ナノ荷電粒子ビーム産学連携委員会2021年(令和3年)第1回研究会、2021年11月5日
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