重イオンビームを用いたナノメートルサイズの3次元加工

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概要

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重イオンビームは、それ自体が興味深い研究対象であると同時に、強力なツールでもある。特に1MeV以下の低エネルギー重イオンビームは、その照射効果を利用した加工･改質を行うためのツールとして半導体製造をはじめとする広い分野に応用されている。照射効果の一つであるスパッタリング現象は、表面の平滑化や薄膜形成に利用されてきた。この手法に物質との反応性に富む多価イオンを利用すると、加工･製造プロセスの効率化が期待できる。また、結晶材料にイオンビームを照射した場合、スパッタリングの初期過程で数nm~数十nmの隆起現象が確認されている。この現象は、ナノメートルサイズの3次元構造体を形成する新たな加工法の実現を示唆している。これらの加工手法を確立するためには、スパッタリングや隆起現象の基礎データに基づいて加工特性を評価する必要がある。本論文では、高知工科大学に建設した多価重イオンビーム照射装置を用いて行った、スパッタリングと隆起現象に関する研究を紹介する。

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