二次イオン収率と損傷断面積の計測には、Si基板上に有機分子を真空蒸着により成膜したものを用いた。μm2の領域を128×128ピクセルでランダムにビーム照射した。ions/cm2に設定した。lines/cm)ができるよう堆積させた試料を用いた。μm2の領域を128×128ピクセルで一方向にビームを照射した。ions/cm2とした。一次イオン種にBi3+を用いて分析を行った結果、得られたNPDおよび2-TNATAの質量スペクトルを図5((a)、(b))に示す。C44H32N2+(m/z=588)およびC66H48N4+(m/z=896)、さらに両分子に共通のフラグメントイオンであるC16H11N+(m/z=217)のスペクトルが確認できる。NPD由来のC28H21N+(m/z=371)、2-TNATA由来のC44H32N3+(m/z=602)およびC50H37N3+(m/z=679)が検出されたことがわかる。NPD、2-TNATAおよび両分子由来のフラグメントイオンのピーク積分値から、二次イオン収率を算出した結果を表1に示す。ドーズ量の増加に伴い、収率の値が低下していくことがわかるが、これは、一次イオンのエネルギーにより表面構造が破壊され、分子状態でイオン化、検出される確率が低下していることを示している。ions/cm2)の条件下では、NPDおよび2-TNATAの最大収率値はBi32+による分析により得られた。ions/cm2では、NPDの最大収率値は、Bi3+を用いたときに得られる結果となった。表1に示した収率値から算出した損傷断面積を表2にまとめた。全ての有機分子において、Bi32+を用いた時に損傷断面積が最大となることが明らかとなり、その値は、分子の質量数に依存する傾向があることが示唆された。この結果から、一次イオンのドーズ量の増加とともに、最大収率値をとるイオン種がBi32+からBi3+へと変わることが示された。14図6は、NPD/2-TNATAのイメージングを取得した結果である。モノマーイオンに比べて、クラスターイオンを用いることにより、明瞭な分布情報を得られることがわかる。Bi1+では、空間分解能を評価するに足りる十分なシグナルカウントを得ることができなかったため、その評価は、Bi3+とBi32+の結果を用いて行った。空間分解能はNPDと2-TNATA境界部で計測し、NPDおよび2-TNANAの強度プロファイルの16-84%のラインから算出をした。μmであった(表3)。μm二次イオン収率が最大値をとるイオン種は、一次イオンのドーズ量により変化することが明らかとなり、損傷断面積の値は、分子の質量数と相関があることが示唆された。クラスターイオンを用いることにより、二次イオン収率は数十倍程度向上したのに対し、損傷断面積は、モノマーイオンと比較して数倍程度の増大であった。これは、クラスターが表面構造の破壊を大きく拡大することなく、有機分子を固体表面上から脱離イオン化させる効果が高いことを示している。明瞭なイメージングを取得するためには、対象分子の感度が必要となることから、分析には、クラスターイオンを用いることが必要であるが、一定のシグナルカウントを取得できる条件下では、空間分解能を決定する因子はビーム径であることが示唆された。以上の結果から有機分子のイメージング分析において、対象の分子に応じて、適切な一次イオン種を選択することが重要であると結論付ける。まとめ無機材料および有機材料表面のイメージング(可視化)に関するTOF-SIMSの最近の研究事例を紹介した。分析技術が進歩することにより、これまで解明することが困難とされていたことが明らかになる可能性が高まる。検出されないことや、分布が確認できないことが、イコール存在しないこととはならない。原理、特性を理解した上で、装置を適切に利用することがTOF-SIMSの応用範囲を広げる前提条件と考えている。大学の枠を超え、装置が有効に活用され、研究活動に貢献できれば幸いである。藤井麻樹子講師には、多大なるご指導、ご鞭撻を賜りました。東北大学の釜谷隆技術職員には、EPMA分析において技術支援をいただきました。ここに感謝の意を表します。