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イオンビーム蒸着（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、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、蒸発した固体、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）または陰極アーク源が使用されます。[要出典]陰極アーク源は、特に炭素イオン堆積に使用されます。分子イオンビーム堆積では、エレクトロスプレーイオン化またはMALDI源が使用されます。[3]
次に、高電圧または磁場を使用してイオンを加速、集束、または偏向させます。基板でのオプションの減速を使用して、堆積エネルギーを定義することができます。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、堆積エネルギーが高いと分子イオンは断片化し、原子イオンは材料のさらに奥深くまで浸透します。このプロセスはイオン注入として知られています。[4]
イオン光学系（高周波四重極など）は質量選択性があります。IBDでは、汚染を避けるために、堆積するイオン種を1つまたは一定範囲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測定するイオンビーム電流は堆積プロセス中に監視することができる。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る。[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、均一な厚さの大面積のフィルムを堆積するのが難しいことです。 [7]さらに、装置は複雑で、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アプリケーション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 - 組織工学用途向け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
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- ^ Walz, Andreas; Stoiber, Karolina; Huettig, Annette; Schlichting, Hartmut; Barth, Johannes V. (2022年6月7日). 「空飛ぶ分子象を安全に地上まで誘導：エレクトロスプレー制御イオンビーム堆積法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 .
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