Ion-beam-induced luminescence analysis as diagnostic tool for microstructure patterning on diamond by proton beam writing

PBW技術を用いたダイヤモンドへの微細加工のための評価技術としてのイオンビーム誘起発光分析法

加田 渉; 横山 彰人; 江夏 昌志; 高野 勝昌*; 佐藤 隆博; 神谷 富裕

Kada, Wataru; Yokoyama, Akihito; Koka, Masashi; Takano, Katsuyoshi*; Sato, Takahiro; Kamiya, Tomihiro

ダイヤモンド表面へのイオンビーム微細加工(PBW)プロセスの評価のために、イオンビーム誘起発光分析(micro-IBIL)システムを新たに開発した。3MeVビームで試料表面に描画することで、ダイヤモンド基板(3.0mm3.0mm0.5mm IIa単結晶ダイヤモンド)中に埋め込まれた微細構造を作製した。PBW描画中にIBIL計測を行うことで、イオンビーム照射に伴う発光の変化を計測できた。照射したダイヤモンドの結晶状態を同じビームラインに設置した単波長型のイオンビーム誘起発光システムによって分析した結果、描画した領域がダイヤモンドのAバンド発光に起因する発光領域と対応していることが確かめられた。

An Ion micro-Beam-Induced Luminescence (micro-IBIL) system was newly developed for the evaluation of the accuracy of proton beam writing on solid diamond surface. Fabrication of buried microstructures in bulk diamond (3.0 mm 3.0 mm 0.5 mm IIa single-crystal diamond) with a scanning microbeam was performed with using scanning focused 3 MeV proton microbeam. Photon counts of IBIL from the diamond were continuously observed and the changes were obtained during the process of PBW. An micro-IBIL image at a-band line of diamond crystal was successfully visualized as the PBW pattern on it through the monochromatic photon counting system of IBIL.