「イオン注入」の版間の差分

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'''イオン注入'''(イオンちゅうにゅう、{{Lang-en|ion implantation}})は、[[物質]]の[[イオン]]を[[固体]]に注入する加工方法である。イオン注入は固体の特性を変化させる点で[[材料工学]]に属し、[[工業]]的には[[半導体]]の生産に使用され、[[金属]]の[[表面処理]]など様々な[[材料科学]]の研究などが行われている。イオン注入は、対象の物質と別の[[元素]]を注入することにより、物質に化学的変化を与えると同時に、物質の破損または破壊など、構造的な変化も与える。
 
一般的なイオン注入装置は、目的とする元素のイオンを発生させるイオン源、必要なイオンだけを取り出す質量分析器、イオンを電気的に加速する加速器、対象物であるターゲットを高真空状態とするチャンバーから成る。イオンは単一の元素が使われる。このため、ドーズ量と呼ばれる注入された物質の総量は、イオン電流の時間積分で与えられる。イオン注入によって与えられる電流は、μ[[アンペア|A]]で表されるほど小さい。
 
一般的なイオンの加速エネルギーは10-500k[[電子ボルト|eV]](1,600-80,000aJ)の範囲で使用される。1-10keVの範囲でも使用することは可能だが、イオンが表面近くの数[[ナノメートル|nm]]程度のところで停止するため実用的ではない。さらに対象物の損傷を小さくする場合は、イオンビーム成長が用いられる。また、通常の加速器ではさらに高い5MeV程度の加速エネルギーまで印加可能であるが、対象の損傷が大きく、また、深さ方向の分布も広がるため、実効的な変化量は小さくなる。
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