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09/30/2014

No.0124 ガスクラスターイオン銃搭載TOF-SIMSによる有機物の深さ方向分析

マイルドなエッチングが可能なガスクラスターイオンビーム(GCIB)を用いることにより、有機試料について分子の深さ方向分布を高感度・高深さ分解能で調べることが可能となった。有機薄膜試料の層構成の確認や劣化評価、微量添加剤分布分析などに極めて有効である。

ガスクラスターイオンビーム(GCIB)の特徴

(1) クラスターサイズが大きく、1原子当たりのエネルギーが非常に小さいため、ダメージの小さなエッチングが可能
有機分子の深さ方向分布を評価可能
(2) 有機物に対し、機械的に斜め切削面や断面を作製するのに比べ高精度・高深さ分解能であり、試料の材質や構成による制約が少ない

GCIBによる分析模式図

GCIBによる分析模式図


GCIB/TOF-SIMSによるポリマー積層膜の分析

GCIB/TOF-SIMSによるポリマー積層膜の分析

GCIB/TOF-SIMSによるポリマー積層膜の分析


PAA:ポリアクリル酸、 PET:ポリエチレンテレフタレート

GCIB(Ar2500+
ポリマー分子の繰り返し構造を反映したイオンを比較的高質量まで観測可能
PAA:71C3H3O2-215C9H11O6-
PET:191C10H7O4-
Conventional ion beam(Cs+, O2+
エッチングのダメージ:大
ポリマーの積層構造を反映した情報を得ることが困難(特に質量の大きなイオン)


GCIB/TOF-SIMSによる有機EL素子の分析

デプスプロファイル


各層の質量スペクトル
電子輸送層兼発光層(1~35 cycle)

正孔輸送層(60~70 cycle)

正孔注入層(80~92 cycle)


GCIB(Ar2500+)でエッチングすることによって、各有機分子の分子イオン等を高感度に観測することができる。また各層の質量スペクトルでは、分子イオンや分子構造を反映したイオンが非常に強く観測されており、エッチングによるダメージが小さいことがわかる。



分析機能と原理


カテゴリー

IT機器, 材料・素材

分類

有機ELディスプレイ, 高分子材料