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クラスターや超微粒子は、工業的材料として広く利用されており、用途の拡大が予測される。しかし、nmオーダーの粒子を測定する方法が確立していないため、超微粒子製造に際して重要となる生成機構については不明な点が多い。本研究では、nmオーダーの微粒子をin situに測定を目的とし、電界偏向型粒子質量分析装置の開発を行った。また、nmオーダーの微粒子生成法についても検討を行ない以下のような知見を得ることができた。
(1) 超微粒子源としてCuロッド100〜760Torrの条件でレーザーアブレーション法により生成したところ一次粒径5nmの超微粒子を得ることができた。質量換算50%の粒子はこの一次粒子径5nmの粒子が4個程度凝集した粒子であることがわかった
(2) 開発した偏向型粒子質量分析装置により、粒径5nmの粒子について質量分級を行なうことができ、その結果が電子顕微鏡により観察結果とイッチした。
(3) 偏向型粒子質量分析装置と電子顕微鏡による観察の結果、レーザーアブレーション法で生成する粒子の形状をもっとも大きく変化させたのはレーザー光の発振モードの違いであり、凝集の進み具合が大きく異なった。しかし、一次粒径については、雰囲気ガスの圧力変化やレーザー光の発振モードによる影響は見られなかった。
(4) レーザーアブレーション法での粒子生成によって、一次粒径が約2nmの非常に小さな粒子ができていることがわかった。この大きさは、これまでレーザーアブレーション法によって生成するとされてきた粒子の大きさの中ではもっとも小さいものである。

【研究分担者】
佐藤行成	日本カノマックス	研究部	部長
原野安土	東京大学	工学系研究科	助手	(Kakenデータベース)
大久保達也	東京大学	工学系研究科	講師	(Kakenデータベース)