2019 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of ion-surface reactions on a interstellar dust surface: exploring their unknown roles in molecular evolution
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18H01273
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
中井 陽一 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 専任研究員 (30260194)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
日高 宏 北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (00400010)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 星間化学 / イオン表面反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
星間塵表面でのイオンの表面反応の解明という目的のために，反応性散乱イオン・スパッタリングイオン質量分析法（RIS・LES法）を導入したイオン表面反応の実験装置の構築を進めている．本年度は下記のような開発研究を行った．
基板へ照射される分子イオンを生成する分子イオン源部，目的のイオンを選別するイオン選別系，イオンを減速照射するためのイオン減速系について改良点を洗い出して改良を試みた．分子イオン源部の昇温に伴う水素放出が実験に影響を与える可能性があると考えたため，水素放出源と推定される絶縁物に異なる素材を用いたものを製作し交換を行った．また，分子イオン源部の性能や操作性を向上させるためのイオン源部各種パーツの改造と電源等の変更を行った．窒素ガスやメタンガスを分子イオン源に導入して低エネルギーの分子イオンを発生させ，基板到達する各種イオン強度をモニターしてイオン選別系やイオン減速系の性能試験を行った．RIS・LES法で散乱・放出イオンの分析・検出に使用するイオン質量分析器の制御については，セシウムイオンビームの強度モニターと合わせて散乱・放出イオンの質量分析や目的の質量をもつイオン検出量の時間変化などが観測するように制御ソフトの改造・整備を行った．また，散乱・放出イオンの検出感度向上のためにイオン質量分析器の直前にイオンレンズ系を設置して検出感度の向上を図った．基板表面上の水分子を捕獲したセシウムイオンの検出試験を行い，このイオンレンズ系が検出感度向上へ役立つことを確認した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
分子イオン源部からのイオン源ガスの流入を軽減するために差動排気性能を向上させようとしたが，想定以上にイオンビーム輸送効率への影響が大きく，その試行錯誤に時間を要していること，低温基板表面に生成した氷表面からの散乱・放出イオンの一定の検出感度向上ができたが、さらなる検出効率向上のための手法の改良と確立について想定より時間を要していること，の２点が主な理由である．
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| Strategy for Future Research Activity |
基板表面へ照射される分子イオンを生成するための分子イオン源，そのイオン選別系とイオン減速系の性能と操作性のさらなる向上を目指し改良を行う．また，本研究で使用することが多いアモルフォス氷に対して，RIS・LES法の検出感度のさらなる向上を目指して手法の改良を継続する．これらの改良を進めて低速分子イオンの表面反応による生成物の同定に関するRIS・LES法を用いた実験装置の試験，さらにイオンが引き起こす表面反応に関する実験を行って，イオンの表面反応に関する知見を得ることを目指す．
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