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2011 年度 実績報告書

巨大クラスターイオンによる機能性有機材料評価技術の研究

研究課題

研究課題/領域番号 23246012
研究機関京都大学

研究代表者

松尾 二郎  京都大学, 工学研究科, 准教授 (40263123)

研究分担者 青木 学聡  京都大学, 工学研究科, 講師 (90402974)
瀬木 利夫  京都大学, 工学研究科, 講師 (00402975)
キーワードイオン / 分析 / 二次イオン / クラスターイオン
研究概要

プロトン脱離や付加など複雑な脱離機構を有する有機分子を高感度に検出するためには、入射するイオン種やエネルギーを最適化することが必要である。本年度は、広いエネルギー範囲で様々な有機分子の2次イオン収量測定を行い、有機分子の2次イオン放出機構を試みた。さらに、無機材料、特にシリコンからの2次イオン放出についても詳細な検討を行った。
スピンコート法、ディッピング法や真空蒸着法などで作成した種々の有機材料をターゲットとした。また、生体試料として培養細胞を用いたが、培養基板そのものは、試料の厚みや分子分布が極めて不均一であり標準試料としては適していない。このため、培養した細胞を基板から剥離し遊離細胞とし、混合攪拌した細胞ペーストを標準試料として用いた。細胞ペーストは、粘度が高くスピンコートできないため均一な膜厚を得るために、キャスト後に一定高さに引き伸ばす手法を開発した。
また、細胞ペーストは"生もの"であるため乾燥後にデシケーターの中で保管してもSIMSスペクトルが変わってしまうほど劣化してしまい、保存が効かないという課題がある。ディープフリーザーで保管することにより劣化を防ぐとともに、解凍時に吸着してしまう水分を抑えるため、塗布後の試料基板を窒素封入しジップロックに入れることとした。数週間保存後に解凍しSIMS測定したところ全く劣化がなく、生体試料の標準試料として十分であることが判った。
これらの試料に、入射エネルギーやイオン種を系統的に変化させ、正負の2次イオンスペクトルを測定し、フラグメントイオン低減とイオン収量を向上させるために必要な入射条件の検討を行った。さらに、簡単なPCA法(Principle Component Analysis)によるデータ解析も行い、基本的な動作を確認した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

生体試料の標準サンプル作成法が確立されておらず、位置からの開発になったが、当初予定していたクラスターサイズ依存性について測定することができた。

今後の研究の推進方策

体系的なデーターを得るためには、多くの生体高分子の測定を行う必要があるが、装置開発と同時並行にすすめるのは困難が伴うと予想される。

  • 研究成果

    (50件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (43件)

  • [雑誌論文] Strongly reduced fragmentation and soft emission processes in sputtered ion formation from amino acid films under large Ar_n^+ (n〓2200) cluster2012

    • 著者名/発表者名
      H.Gnaser, K.Ichiki, J.Matsuo
    • 雑誌名

      Rapid Communications in Mass Spectrometry

      巻: 26 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1002/rcm.5286

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular dynamics simulations of large fluorine cluster impact on silicon with sunpersonic velocity2011

    • 著者名/発表者名
      T.Aoki, T.Seki, J.Matsuo
    • 雑誌名

      uclear Instruments and Methods in Physics Research

      巻: 269 ページ: 1582-1585

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2010.12.013

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The effects of cluster size on sputtering and surface smoothing of PMMA with gas cluster ion beams2011

    • 著者名/発表者名
      K.Ichiki, S.Ninomiya, T.Seki, T.Aoki, J.Matsuo
    • 雑誌名

      Transactions of the MRS-J

      巻: 36[3] ページ: 309-312

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of damage depth on arginine films with molecular depth profiling by Ar cluster ion beam2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Yamamoto, K.Ichiki, T.Seki, T.Aoki, J.Matsuo
    • 雑誌名

      Transactions of the MRS-J

      巻: 36[3] ページ: 313-316

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly Sensitive Molecular Detection with Swift Heavy Ions2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Wakamatsu, H.Yamada, S.Ninomiya, B.N.Jones, T.Seki
    • 雑誌名

      uclear Instruments and Methods in Physics Research

      巻: 269 ページ: 2251-2253

    • DOI

      10.1016/.nimb.2011.02.069

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low Damage Milling of an Ami no Acid thin film with Cluster Ion Beam2011

    • 著者名/発表者名
      M.Hada, S.Ibuki, Y.Hontani, Y.Yamamoto, K.Ichiki, S.Ninomiya, T.Seki, T.Aoki, J.
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 110 ページ: 094701-1-5

    • DOI

      10.1063/1.3658220

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Etching of Metallic Materials with Cl_2 Gas Cluster Ion Beam2011

    • 著者名/発表者名
      T.Seki, T.Aoki, J.Matsuo
    • 雑誌名

      Surface & Coatings Technology

      巻: 206 ページ: 789-791

    • DOI

      10.1016/j.surfcoat.2011.04.054

    • 査読あり
  • [学会発表] SiエッチングにおけるClF_3クラスターの添加ガス効果2012

    • 著者名/発表者名
      吉野裕、妹尾武彦、井上吾一、小池国彦、瀬木利夫、青木学聡、松尾二
    • 学会等名
      第59回応用物理学会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2012-03-17
  • [学会発表] Arクラスターイオンを用いた直行加速飛行時間型SIMS分析2012

    • 著者名/発表者名
      市木和弥、瀬木利夫、青木学総、田村淳、松尾二郎
    • 学会等名
      第59回応用物理学会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2012-03-17
  • [学会発表] ArクラスターSIMSを用いた投影型質量イメージング2012

    • 著者名/発表者名
      山本恭千、市木和弥、瀬木利夫、青木学聡、松尾二郎
    • 学会等名
      第59回応用物理学会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2012-03-17
  • [学会発表] バブリング法によるメタノールクラスターイオンビーム生成2012

    • 著者名/発表者名
      瀬木利夫、青木学聡、松尾二郎
    • 学会等名
      第59回応用物理学会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2012-03-17
  • [学会発表] Ar-CH_3OH混合クラスタイオンビーム照射によるSi二次イオン放出2012

    • 著者名/発表者名
      中川駿一郎、市木和弥、瀬木利夫、青木学聡、松尾二郎
    • 学会等名
      第59回応用物理学会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2012-03-17
  • [学会発表] 高速重イオンプローブ集束用静電型四重極レンズの開発II2012

    • 著者名/発表者名
      志戸本祥、瀬木利夫、青木学聡、松尾二郎
    • 学会等名
      第59回応用物理学会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2012-03-17
  • [学会発表] 巨大反応性クラスター衝突の大規模分子動力学シミュレーション2012

    • 著者名/発表者名
      青木学聡、瀬木利夫、松尾二郎
    • 学会等名
      第59回応用物理学会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2012-03-16
  • [学会発表] ガスクラスタービームを利用した微小パーティクル除去技術の開発2012

    • 著者名/発表者名
      土橋和也、井内健介、斉藤美佐子、瀬木利夫、青木学聡、松尾二郎
    • 学会等名
      第59回応用物理学会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2012-03-16
  • [学会発表] 高励起ビームのBio-SIMSへの応用2012

    • 著者名/発表者名
      松尾二郎
    • 学会等名
      第59回応用物理学会シンポジウム
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2012-03-15
  • [学会発表] Arクラスターを用いたTOF-SIMS深さ方向分析の現状と将来2012

    • 著者名/発表者名
      松尾二郎
    • 学会等名
      日本表面科学会第71回表面科学研究会
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2012-02-02
  • [学会発表] Residual Surface Damage on Soft Materials with Energetic Particle Bomhardment2012

    • 著者名/発表者名
      J.Matsuo
    • 学会等名
      The 8th EU-Japan Joint Symposium on Plasma Processing (JSPP2012)
    • 発表場所
      奈良県奈良市
    • 年月日
      2012-01-17
  • [学会発表] Large-Seale Molecular Dynamics Simulation of Huge Fluorine Cluster Impact on Silicon2011

    • 著者名/発表者名
      T.Aoki, T.Seki, J.Matsuo
    • 学会等名
      21th MRS-J Symposium (International Session)
    • 発表場所
      神奈川県横浜市
    • 年月日
      2011-12-20
  • [学会発表] Development of Electrostatic Quadrupole Lens for Focusing of Swift Heavy Ion2011

    • 著者名/発表者名
      S.Shitomoto, Y.Wakamatsu, T.Seki, T.Aoki, T.Matsuo
    • 学会等名
      21th MRS-J Symposium (International Session)
    • 発表場所
      神奈川県横浜市
    • 年月日
      2011-12-20
  • [学会発表] Cluster Beam Generation of Low Vapor Pressure Materials2011

    • 著者名/発表者名
      T.Seki, Y.Yoshino, T.Senoo, K.Koike, T.Aoki, T.Matsuo
    • 学会等名
      21th MRS-J Symposium (International Session)
    • 発表場所
      神奈川県横浜市
    • 年月日
      2011-12-20
  • [学会発表] Depth Profiling Technique and Molecular Imaging with Cluster SIMS -from Organic Thin Films and Single Cells-2011

    • 著者名/発表者名
      J.Matsuo, K.Ichiki, S.Nakagawa, T.Seki, T.Aoki
    • 学会等名
      21th MRS-J Symposium (International Session)
    • 発表場所
      神奈川県横浜市
    • 年月日
      2011-12-19
  • [学会発表] 2次イオン質量分析法(SIMS法)によるバイオイメージング2011

    • 著者名/発表者名
      松尾二郎
    • 学会等名
      第31回表面科学学術講演会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2011-12-17
  • [学会発表] Bio-imaging with SIMS2011

    • 著者名/発表者名
      J.Matsuo
    • 学会等名
      International Symposium on Surface Science (ISSS-6)
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都)
    • 年月日
      2011-12-03
  • [学会発表] Molecular Imaging of Cells and Tissues with Novel Ion Beams2011

    • 著者名/発表者名
      J.Matsuo, K.Ichiki, T.Yamanobe, Y.Yamamoto, T.Aoki
    • 学会等名
      AVS 58th International Symposium
    • 発表場所
      Nashville, USA
    • 年月日
      2011-11-02
  • [学会発表] The effect of size variation in sputtering with size-selected cluster ion beams2011

    • 著者名/発表者名
      J.Matsuo, K.Ichiki, T.Seki, T.Aoki
    • 学会等名
      18th International Conference on Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS XVIII)
    • 発表場所
      Trento, Itary
    • 年月日
      2011-09-23
  • [学会発表] A focused Ar cluster ion beam for molecular imaging2011

    • 著者名/発表者名
      J.Matsuo, K.Ichiki, T.Yamanbe, Y.Yamamoto, T.Seki
    • 学会等名
      18th International Conference on Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS XVIII)
    • 発表場所
      Trento, Itary
    • 年月日
      2011-09-23
  • [学会発表] Ion-induced damage evaluation with Ar cluster ion beams2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Yamamoto, K.Ichiki, T.Seki, T.Aoki, T.Matsuo
    • 学会等名
      18th International Conference on Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS XVIII)
    • 発表場所
      Trento, Itary
    • 年月日
      2011-09-22
  • [学会発表] Development of TOF SIMS setup at the Zagreb Heavy Ion Microbeam Facility2011

    • 著者名/発表者名
      T.Tadic, J.Matsuo, N.Skukan, M.Jaksic
    • 学会等名
      18th International Conference on Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS XVIII)
    • 発表場所
      Trento, Itary
    • 年月日
      2011-09-22
  • [学会発表] Cell and tissue imaging with novel ion beams2011

    • 著者名/発表者名
      J.Matsuo, Y.Wakamatsu, K.Ichiki, T.Yamanobe, Y.Yamamoto, B.Iones, R.Webb, T.
    • 学会等名
      18th International Conference on Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS XVIII)
    • 発表場所
      Trento, Itary
    • 年月日
      2011-09-19
  • [学会発表] ClF_3クラスター・インジェクションによるSiエッチング(IV)2011

    • 著者名/発表者名
      吉野裕、妹尾武彦、小池国彦、瀬木利夫、青木学聡、松尾二郎
    • 学会等名
      第72回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2011-09-02
  • [学会発表] 高速重イオンプローブ集束用静電型四重極レンズの開発2011

    • 著者名/発表者名
      志戸本祥、若松慶信、瀬木利夫、青木学聡、松尾二郎
    • 学会等名
      第72回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2011-09-01
  • [学会発表] クラスター生成とそのサイズ分布制御2011

    • 著者名/発表者名
      中川駿一郎、市木和弥、瀬木利夫、青木学聡、松尾二郎
    • 学会等名
      第72回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2011-09-01
  • [学会発表] 大電流密度ガスクラスターイオンビームのサイズ選別照射VIII2011

    • 著者名/発表者名
      市木和弥、瀬木利夫、青木学聡、松尾二郎
    • 学会等名
      第72回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2011-09-01
  • [学会発表] 高融点材料の混合クラスタービーム生成2011

    • 著者名/発表者名
      瀬木利夫、吉野裕、妹尾武彦、小池国彦、青木学聡、松尾二郎
    • 学会等名
      第72回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2011-09-01
  • [学会発表] Arクラスターを用いた有機試料表面のイオンビーム照射損傷深さ評価2011

    • 著者名/発表者名
      山本恭千、市木和弥、瀬木利夫、青木学聡、松尾二郎
    • 学会等名
      第72回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2011-09-01
  • [学会発表] Secondary ion emission from biomaterials with swift heavy ions : toward a novel application for bio-imaging2011

    • 著者名/発表者名
      J.Matsuo, Y.Wakamatsu, T.Seki, T.Aoki
    • 学会等名
      16th International Conference on Radiation Effects in Insulators
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2011-08-17
  • [学会発表] Novel molecular imaging and depth profiling technique -from single cells to organic thin films-2011

    • 著者名/発表者名
      J.Matsuo
    • 学会等名
      Workshop on Advanced Plasma Technology for Green Energy and Biochemical Applications
    • 発表場所
      Chiang-Mai, Thailand
    • 年月日
      2011-08-11
  • [学会発表] 2次イオン質量分析法(SIMS)による質量イメージング法の最前線2011

    • 著者名/発表者名
      松尾二郎
    • 学会等名
      第38回BMSコンファレンス
    • 発表場所
      箱根高原ホテル
    • 年月日
      2011-07-12
  • [学会発表] Organic and Biological Material Analysis with Cluster Ion Beams2011

    • 著者名/発表者名
      J.Matsuo
    • 学会等名
      The International Symposium on SIMS and Related Techniques Based on Ion-Solid Interactions at Seikei University
    • 発表場所
      豊田中央研究所(愛知県)
    • 年月日
      2011-06-24
  • [学会発表] 超熱エネルギービームによる材料加工・評価技術2011

    • 著者名/発表者名
      松尾二郎
    • 学会等名
      第8回Cat-CVD研究会
    • 発表場所
      金沢工業大学
    • 年月日
      2011-06-18
  • [学会発表] Depth Profiling Analysis with Size-controlled Cluster Ion Beam2011

    • 著者名/発表者名
      J.Matsuo, K.Ichiki, Y.Yamamoto, T.Seki, T.Aoki
    • 学会等名
      8th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2011-05-24
  • [学会発表] Bio-imaging Technique with Novel Primary Ions2011

    • 著者名/発表者名
      J.Matsuo
    • 学会等名
      8th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2011-05-23
  • [学会発表] Ar Cluster SIMS : What's is next?2011

    • 著者名/発表者名
      J.Matsuo
    • 学会等名
      23rd Annual Workshop on SIMS
    • 発表場所
      Baltimore, USA
    • 年月日
      2011-05-18
  • [学会発表] Secondary Molecular Ion Emission with Swift Heavy Ions : A Novel Imaging Technique for Biological Applications2011

    • 著者名/発表者名
      J.Matsuo, Y.Wakamatsu, T.Aoki, T.Seki
    • 学会等名
      E-MRS Spring Meeting
    • 発表場所
      Nice, France
    • 年月日
      2011-05-11
  • [学会発表] Molecular dynamics study of species and structure effect on large cluster impact2011

    • 著者名/発表者名
      T.Aoki, T.Seki, J.Matsuo
    • 学会等名
      E-MRS Spring Meeting
    • 発表場所
      Nice, France
    • 年月日
      2011-05-09
  • [学会発表] Si Processing with Energetic Neutral Cluster Beam2011

    • 著者名/発表者名
      T.Seki, Y.Yoshino, T.Senoo, K.Koike, T.Aoki, T.Matsuo
    • 学会等名
      E-MRS Spring Meeting
    • 発表場所
      Nice, France
    • 年月日
      2011-05-09
  • [学会発表] The effects of cluster size and energy on sputtering with gas cluster ion beams2011

    • 著者名/発表者名
      K.Ichiki, T.Seki, T.Aoki, J.Matsuo
    • 学会等名
      E-MRS Spring Meeting
    • 発表場所
      Nice, France
    • 年月日
      2011-05-09
  • [学会発表] Bio-imaging technique with swift heavy ions -from single cells to t1 ssues-2011

    • 著者名/発表者名
      J.Matsuo, Y.Wakamatsu, T.Aoki, T. Seki
    • 学会等名
      20th International Conference on Ion Beam Analysis
    • 発表場所
      Itapema, Brazil
    • 年月日
      2011-04-15
  • [学会発表] Damage free sputtering with size-controlled cluster ion beam for material analysis2011

    • 著者名/発表者名
      J.Matsuo, K.Ichiki, Y.Yamamoto, T.Seki, T.Aoki
    • 学会等名
      20th International Conference on Ion Beam Analysis
    • 発表場所
      Itapema, Brazil
    • 年月日
      2011-04-13

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公開日: 2013-06-26   更新日: 2014-11-07  

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