イオンビーム蒸着法（IBD ）は、イオンビームを照射してターゲットに材料を塗布するプロセスである。[1]
イオンビーム蒸着装置は、通常、イオン源、イオン光学系、および蒸着ターゲットから構成されます。オプションで質量分析装置を組み込むこともできます。[2]
イオン源では、ガス、蒸発固体、または溶液（液体）の形態の原料がイオン化されます。原子イオンビーム蒸着（IBD）では、電子イオン化、電界イオン化（ペニングイオン源）、または陰極アークイオン源が用いられます。[要出典]陰極アークイオン源は、特に炭素イオン蒸着に用いられます。分子イオンビーム蒸着（IMB）では、エレクトロスプレーイオン化またはMALDIイオン源が用いられます。[3]
その後、イオンは高電圧または磁場を用いて加速、集束、または偏向されます。基板での減速は必要に応じて調整でき、堆積エネルギーを決定できます。このエネルギーは通常、数eVから数keVの範囲です。[3]低エネルギーでは分子イオンビームはそのまま堆積されます（イオンソフトランディング）。一方、高エネルギーでは分子イオンは断片化し、原子イオンは材料のより奥深くまで浸透します。このプロセスはイオン注入と呼ばれます。[4]
イオン光学系（高周波四重極など）は質量選択性を有します。IBDでは、汚染を避けるために、堆積するイオン種を単一または一定範囲で選択するために使用されます。特に有機材料の場合、このプロセスは質量分析計によって監視されることがよくあります。[5]
堆積された物質の量を定量的に表すイオンビーム電流は、堆積プロセス中にモニタリングすることができます。選択された質量範囲を切り替えることで、化学量論を定義することができます。[6]
イオンビームスパッタリングの主な欠点は、ターゲット面積が小さいこと、堆積速度が低いこと、そして均一な厚さの大面積膜を堆積することが難しいことです。[7]さらに、装置が複雑で、運用コストも高くなります。[8]これらの制限により、イオンビームスパッタリングは大規模な用途では効率が低くなります。[9]
参照
参考文献
- ^ Ma, W; Ruys, AJ; Zreiqat, H (2009年1月1日)、Di Silvio, Lucy (編)、「16 - 整形外科および心臓医学における生体適合性コーティングとしてのダイヤモンドライクカーボン（DLC）」、Cellular Response to Biomaterials、Woodhead Publishing Series in Biomaterials、Woodhead Publishing、pp. 391– 426、ISBN 978-1-84569-358-9、 2023年12月10日閲覧
- ^ Stout, DA; Durmus, NG; Webster, TJ (2013年1月1日), Gaharwar, AK; Sant, S.; Hancock, MJ; Hacking, SA (編)、「5 - 組織工学用途のための炭素系ナノマテリアルの合成」、Nanomaterials in Tissue Engineering、Woodhead Publishing Series in Biomaterials、Woodhead Publishing、pp. 119– 157、ISBN 978-0-85709-596-1、 2023年12月10日閲覧
- ^ ab Li, Wuxia; Gu, Changzhi (2013), Nee, Andrew (ed.), "Ion Beam Instruments Used for Nanomanufacturing" , Handbook of Manufacturing Engineering and Technology , London: Springer, pp. 1– 22, doi :10.1007/978-1-4471-4976-7_63-4, ISBN 978-1-4471-4976-7、 2023年12月10日閲覧
- ^ ユリッシュ、セルゲイ・Y.（2018年10月17日）. Advances in Optics Reviews 1. Lulu.com. ISBN 978-0-244-42328-5。
- ^ Walz, Andreas; Stoiber, Karolina; Huettig, Annette; Schlichting, Hartmut; Barth, Johannes V. (2022年6月7日). 「飛行中の分子象を安全に地上へ誘導：エレクトロスプレー制御イオンビーム蒸着によるメガダルトン領域までの質量選択的軟着陸」.分析化学. 94 (22): 7767– 7778. doi :10.1021/acs.analchem.1c04495. ISSN 0003-2700. PMC 9178560. PMID 35609119 .
- ^ Fremdling, Paul; Esser, Tim K.; Saha, Bodhisattwa; Makarov, Alexander A.; Fort, Kyle L.; Reinhardt-Szyba, Maria; Gault, Joseph; Rauschenbach, Stephan (2022年9月27日). 「無傷の大型天然タンパク質複合体を堆積するための分取質量分析計」. ACS Nano . 16 (9): 14443– 14455. doi :10.1021/acsnano.2c04831. ISSN 1936-0851. PMC 9527803. PMID 36037396 .
- ^ Green, Julissa (2019年5月6日). 「イオンビームスパッタリングの利点と欠点」.スパッタターゲット. 2024年8月25日閲覧。
- ^ B., Rauschenbach (2022). 「イオンビーム堆積とクリーニング」.低エネルギーイオン照射による材料の照射. Springer Series in Materials Science. Vol. 324. Springer, Cham. pp. 407– 480. doi :10.1007/978-3-030-97277-6_9. ISBN 978-3-030-97276-9。
- ^ 王浩琳; 張星旺 (2015). 「イオンビームスパッタリング法によるニッケル箔上への大型単結晶六方晶窒化ホウ素ドメインの合成」. Materials . 27 (48): 8109– 8115. Bibcode :2015AdM....27.8109W. doi :10.1002/adma.201504042. PMID: 26524600.
 | このナノテクノロジー関連の記事はスタブです。記事を拡張することでWikipediaに貢献できます。 |
