実際に、表面改質したチタン製真空容器(ゲッターポンプ)が試作され、大気開放と活性化を繰り返した際の到達圧力が調べられたところ、従来の真空容器よりも低い圧力(=良い真空)が達成できている上に、大気開放と活性化を繰り返しても真空性能が劣化しないことが確認されたという。このことは、チタンを活用した今回の技術の有効性を示唆したものであり、研究チームでは引き続き、原理究明に向けた分析を進めているとしている。
また、試作ゲッターポンプを従来のターボ分子ポンプで排気して真空にした状態で加熱してゲッター性能を持たせ、その後両ポンプの間の仕切弁を閉じて孤立状態にしても、ゲッターポンプは10万分の1パスカル台という、超高真空に近い状態が200日以上にわたって維持できることも確認されたとする。従来なら、真空容器表面から真空中へ放出される気体の影響で数分から数時間で1000分の1パスカルまで圧力が上昇してしまっていたことから、試作した真空容器自体が気体溜め込み式真空ポンプとしてうまく機能していることが示されているという。
さらに開発された技術の実証試験として、電子顕微鏡に試作ゲッターポンプを取り付け、圧力の改善検証が行われたところ、従来の真空ポンプだけでは1万分の1パスカル台だった電子顕微鏡内の圧力が、10万分の1パスカル台へと改善できたとするほか、従来の電子顕微鏡では、分析対象の試料交換で圧力が上がって測定が再開できるまで10分ほどの待ち時間が発生してしまっていたものが、試作ゲッターポンプでは、それをほぼなくせることも確認されたという。今回の試験では、試作ゲッターポンプが電子顕微鏡にもともとあった配管に取り付けられたが、開発された表面改質技術を本体の真空容器そのものに適用すれば、圧力をより下げることが可能であり、試料交換から測定までの時間のさらなる短縮や長時間の高分解能測定が可能となることが期待されると研究チームでは説明している。
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(左)今回のチタン製真空容器の試作品を透過型電子顕微鏡へ実装。試作品は、仕切弁を介して電子顕微鏡に取り付けられた。(右)試料交換時に圧力が上昇しても、仕切弁を開けて再度試作品とつなげ、測定が可能な圧力に速やかに到達することが確認された (出所:原子力機構Webサイト)
なお、今回の技術については、電源なしで真空を維持したまま半導体部品などを輸送する容器への利用や、半導体製造装置の小型化・省電力化にもつながることから、カーボンニュートラルな持続可能社会の実現に貢献することが考えられると研究チームでは期待を述べているほか、真空により断熱性を高めている複層ガラスや魔法びんなど、より身近な製品の性能を向上できる可能性も持っているとしている。
