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放射光ビームライン排気用非蒸発ゲッター（NEG）
アセンブリの製作と性能評価
○菊地貴司１，間瀬一彦1，渡辺文夫2・KEK物構研1，（有）真空実験室2
１．はじめに
真空紫外軟Ｘ線（VSX）ビームラインでは光学素子の炭素汚染を防ぐために1×10-8 Pa以下の超高真空が望まれる。我々はターボ分子ポンプ（TMP）と自作の非蒸発ゲ
ッター（NEG）アセンブリのみによる排気で、 1×10-8 Pa以下の超高真空を低コストで実現することを目的として研究を進めている。NEGアセンブリは10-8～10-9 Paの極高
真空下においても高い排気速度を持ち、オイルフリー、コンパクト、軽量、非スパッター、非蒸発、無振動、省エネルギーなどの利点を持つため、VSXビームライン用排気ポ
ンプとしては理想的である。今回、市販のNEG材料St707ストリップ、 St172モジュール（SAES Getters）を用いて、数種類のNEGアセンブリを製作し、排気速度を測定し
た。さらに、ビームラインや表面研究装置に設置して到達圧力を改善したので報告する 。
２．St707ストリップを用いた低価格高性能非蒸発ゲッター(NEG)
アセンブリの開発１
St707/CTAM/30D
St707/CTS/NI/8D
基板材料
コンスタンタン
ニッケル/鉄
ST707ストリップ
Zirconium 70%
Vanadium 24.6%
Iron
5.4%
[St 707TM Brochure,
SAES Getters.]
ストリップ幅
30 mm
8 mm
ゲッター材料重量
20 g/m
3.6 g/m
45A直接通電
加熱（450℃）、
10分で活性化
３．St707ストリップを用いたNEGアセンブリの開発２
活性化温度
450℃
450℃
13A直接通電
加熱（450℃）、
10分で活性化
４．St172モジュールを用いた
NEGアセンブリ
Φ0.8mmのタンタル線に６A通電して間接的に加熱（450℃）、10分で活性化。
（NEGモジュールはKEK加速器研究施設が製作。）
５．NEGアセンブリの排気速度測定
オリフィス法による排気速度測定装置
[M. H. Hablanian: J. Vac. Sci. Technol. A, 5 (1987) 2552.]
 PBA  P0 BA

S  C 
 1 
 PEX  P0 EX

45A直接通電
加熱（450℃）、
10分で活性化
S:NEGの排気速度
C:オリフィスのコンダクタンス
1.23 L s-1 (N2)、
4.57 L s-1 （H2 ) at 20˚C
P：チェンバー内の圧力
P0：ガスを導入していないときの圧力
45A直接通電
加熱（450℃）、
10分で活性化
６．NEGアセンブリの排気速度測定結果
７．NEG利用例 放射光光電子分光装置（BL-13A）
SR
St707/CT St707/CT HI/16 HI/9.5 St707/CTA
AM/30D S/NI/8D -10
-7.5
M/30D
1,000
750
2,850
NEG材料
NEGストリップの
長さ(mm)
CF203
フランジ
24
ベーク時の電流値
( A 、200°C)
45
活性化の電流値
(A、450°C)
水素ガスに対する20˚C
での最大排気速度
窒素ガスに対する20˚C
での最大排気速度
CF70
10
CF70 CF34
4.0
1.3
13
5.1
8.0 L s-1
3.6
L s-1
1.2
L s-1
4.8 L s-1
1.8
CF152
3
(Indirect)
6
(Indirect)
82 L s-1
25 L s-1
☆超高真空領域でも高い排気速度。
★高い圧力領域で排気速度が低下するのは NEGのガス吸着量が増大するため。
８．NEGアセンブリ利用の今後の計画
PF-BL13A
真空紫外軟Ｘ線ビーム
ラインに自作のNEGア
センブリを設置し、低コ
ストでビームライン全般
にわたり、＜10-8 Pa の
到達圧力を実現するこ
とを計画。
測定チャンバー
○ 光電子分光装置SES-200
TMP 300 L/s、1台
TMP 50 L/s、1台
自作ICF203NEG、1台、
自作ICF152NEG、1台
到達圧力：1×10-8 Pa
東日本大震災でTMPが停止した
とき、NEGのみで10-8Pa台に保つ
試料作製用チャンバー
○ LEED
○ スパッタイオン銃
TMP 300 L/s、1台
自作ICF70NEG、２台
到達圧力：7×10-8 Pa
９．まとめ
１）10-8Pa台でも高い排気速度を持ち、かつ低コストで自作可能な非蒸発アセンブリ数種類を開発。
２）排気速度を測定。ICF152マウント型NEGアセンブリでは、窒素に対して25 Ls-1、水素に対して
82 L s-1。
３）自作NEGアセンブリとTMPによる排気で、光電子分光装置にて1×10-８ Paの到達圧力を実現。
４）今後、VSXビームラインに採用して低コストで＜10-8 Pa の到達圧力を実現することを計画。
発表論文
1."Construction of Simple Non-Evaporable Getter Assemblies Using St707 Strips",
T. Kikuchi, H. Tanaka, A. Toyoshima, and K. Mase, J. Vac. Soc. Jpn., 53, 533-534 (2010).（技術メモ）
2. “Construction of Simple Non-Evaporable Getter Assemblies Using St 707 Strips or St 172 Modules”,
T. Kikuchi, K. Mase and F. Watanabe, J. Vac. Soc. Jpn. 54, in press (2011).
謝辞
KEKB用非蒸発ゲッターポンプモジュールを提供くださった久松広美氏（KEK加速器）、非蒸発ゲッターポンプ製作に関してアドバイスをいただいた本田融氏、谷本育律
氏、宮内洋司氏（KEK加速器第7系）、豊島章雄氏、田中宏和氏（KEK物構研）に感謝します。本研究はPF施設長裁量経費の支援のもとに行なわれました。