Development of UHV transfer case for sample transport using NEG coating

NEGコーティングしたサンプル輸送用UHVトランスファーケースの開発

諸橋 裕子 ; 神谷 潤一郎   ; 割貝 敬一*; 武石 健一; 小畠 雅明 ; 吉越 章隆 ; 津田 泰孝   ; 福田 竜生  ; 山田 逸平 ; 千葉 大輔

Morohashi, Yuko; Kamiya, Junichiro; Warigai, Keiichi*; Takeishi, Kenichi; Kobata, Masaaki; Yoshigoe, Akitaka; Tsuda, Yasutaka; Fukuda, Tatsuo; Yamada, Ippei; Chiba, Daisuke

現在、J-PARC真空システムの高度化に向け、真空機器表面処理の研究開発を継続的に推進している。この新技術は、NEGコーティングを適用する前にチタン製真空チャンバー内部の酸化膜を除去し、チタンのゲッター機能を使用して、繰り返しの大気暴露後でも低い圧力を維持できる。本技術を活用し、ナノ材料を超高真空(UHV)状態で分析装置間を輸送するための、小型で軽量なプロトタイプのトランスファーケースを開発した。実際にトランスファーケースを用いてJ-PARCとSPring-8間のナノ材料輸送を行い、NEGコーティングされた表面やシリコンウェハが清浄表面を維持できることを放射光分析により確認した。この結果は、本新技術は他分野に渡る材料開発にも有効であることを実証したと言える。今後は商用化に向けた設計改良や、J-PARCの将来の加速器真空システムへの応用を検討する。

A new Non-Evaporable Getter (NEG) coating has been developed for J-PARC's advanced vacuum systems, addressing performance degradation due to repeated atmospheric exposure. The new technique removes oxide films from the interior of titanium vacuum chambers before applying the NEG coating, using titanium's getter function to maintain lower pressures even after repeated exposure. A lightweight, compact prototype transfer case was designed to transport nanomaterial samples between analyzers while maintaining ultra-high vacuum (UHV) conditions. Tests between J-PARC and SPring-8 confirmed successful transport of NEG-coated (Ti, Zr, V) surfaces and silicon wafers without oxidation. Future improvements will focus on enhancing the design for commercial use and applying it to J-PARC's future accelerator vacuum systems.