2012年研究カタログ
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■ 研究担当:木野村淳/松本哲郎/原野英樹 ■ 計測フロンティア研究部門 極微欠陥評価研究グループ/計測標準研究部門 量子放射科 放射能中性子標準研究室■ 連携担当:齋藤直昭 イオン加速器を用いた材料表層の元素分析 ー水素量や格子位置などー研究のポイント研究のねらい研究内容 ●半導体、セラミクス、金属等の表面近傍の元素分布を化学状態によらず再現性良く定量 ●イオン散乱、核反応、反跳、X線励起を用いて水素から金までの幅広い元素に対応 ●単結晶材料中の欠陥の深さ分布や不純物原子の格子位置が検出可能 産総研4MVペレトロン加速器施設では、水素、重水素、ヘリウムイオンビームを発生して材料に照射し、イオン散乱(RBS法)、核反応(NRA法)、弾性反跳粒子(ERDA法)、X線励起(PIXE法)等の原理に基づいたイオンビーム分析法を用いた研究を行っています。この方法は、シリコンなど半導体材料の結晶性評価や不純物原子の深さ・格子位置同定等に広く用いられてきましたが、その分析対象をさらに拡大し、セラミクスや金属などの他の材料に応用を拡げて研究を進めています。イオンビーム分析用ビームライン水素イオン注入と熱処理したSiのRBSチャネリング分析の結果 イオンビーム分析法の特長は、イオンの原子衝突・散乱に基づく分析法であり、化学状態に影響されないため、測定条件さえ決まれば、標準試料を毎回測らなくても定量分析が可能なことです。また、イオンビームを結晶軸方向に入射するチャネリング法を併用することにより、材料の結晶性や不純物原子の格子位置が評価できます。現在、弾性反跳粒子分析(ERDA)法を用いた薄膜中の水素量の測定、さらに、核反応分析(NRA)と後方散乱(RBS)法を組み合わせた化合物半導体の軽元素と重元素個別の結晶性評価などを行っています。連携可能な技術・知財●薄膜中の水素量測定(絶縁体基板も可)●ワイドギャップ半導体(SiC、GaN、ZnO)の構成元素別の結晶性評価●結晶中に導入した不純物元素の格子位置評価●結晶欠陥の深さ分布評価●電極等の金属薄膜の基板界面の評価●陽電子消滅分光法と組み合わせた欠陥評価● 研究拠点つくば中央400計測・計量標準分野第4会場S-45S-45

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