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佐藤 達彦
応用物理, 92(11), p.684 - 687, 2023/11
PHITSの開発や普及に関わる思いを応用物理学会誌の「ホッとひといき」コーナーで紹介する。
米田 安宏
応用物理, 91(12), p.729 - 735, 2022/12
強誘電体の高品位化においては、単相試料であるか否かを判別することが重要である。そこで、我々は不純物の検出に従来用いられているX線回折に加えて2体相関分布関数(PDF)を使うことによって微量な偏析相の検出法の開発を行った。BaTiO
-BiFeO固溶体の場合、X線回折パターンでは菱面体晶構造単相でフィットすることができるため、試料は単相のように思われた。しかし、得られた回折パターンからPDFを算出すると、平均構造から計算される菱面体晶構造由来の成分だけでなく、BaTiOの成分が混入しており、偏析が起こっていることが判明した。このように通常のX線回折に加えてPDFを併用することでナノスケールオーダーの微小な偏析相の検出が可能になるため、試料の質に関する詳細な情報が得られる。
土田 秀次*; 間嶋 拓也*; 甲斐 健師
応用物理, 91(9), p.553 - 557, 2022/09
イオンビームを用いた粒子線がん治療のより効果的な治療に向けて、放射線によるDNAなどの生体分子の損傷過程を原子レベルで解明する研究が世界中で進められている。本稿では、イオンビームによる水中での生体分子損傷について、分子周辺で起こる素反応を研究した実験手法を紹介する。この実験では、細胞を模擬するため真空内液体分子線法および微小液滴法を利用し、生体分子水溶液の標的にイオンビームを照射し、標的から放出した生体分子の分解イオンを質量分析することで、分子の切断箇所を特定した。シミュレーションとして、PHITSを利用し水への炭素イオン照射の結果生じる二次電子の物理特性を解析した手法を紹介する。さらに、実験とシミュレーションの共同研究で明らかになった、高速イオンによる生体分子損傷の微視的描像を述べる。
吉越 章隆
応用物理学会薄膜・表面物理分科会Newsletter, (168), p.52 - 53, 2019/09
応用物理学会の薄膜・表面物理分科会の常任幹事に就任するにあたり、Newsletter誌に研究の一端を紹介した。
松尾 衛
応用物理, 86(1), p.31 - 35, 2017/01
スピントロニクスにおける最重要課題の一つがスピンの流れ「スピン流」の生成制御である。近年の微細加工技術の進展によってスピン流を媒介とする多様な物性現象を探索されている。本稿ではスピン流を媒介して液体金属流体運動から電圧を発生する「スピン流体発電」を紹介する。回転体中に普遍的に現れる相互作用、スピン回転結合により、物体の力学的角運動量とスピンとが相互変換される。その結果、細管に流した液体金属中の渦度分布からスピン流が生成され、管に沿った方向に電圧が生じる。これはスピントロニクスに動力を組み込む試みであり、MEMSとスピン流の融合したデバイス開発が期待される。
柴田 裕樹; 林 博和; 小山 正史*
電気化学および工業物理化学, 83(7), p.532 - 536, 2015/07
被引用回数：2 パーセンタイル：1.67(Electrochemistry)本研究では、ホットセル中で1-20mg程度の少量の高放射性マイナーアクチノイドを含む溶融塩での電気化学測定が実施可能な電気化学セルを設計し、LiCL-KCl溶融塩中におけるキュリウムの電気化学特性を718-823Kの温度範囲で調べた。得られたキュリウムの標準酸化還元電位はOsipenkoらが報告している値と一致したが、Maritinotらの値より低かった。そこで、得られたキュリウムの標準酸化還元電位と報告値の妥当性について議論し、得られた値とOsipenkoらの報告値が妥当であると結論づけた。
4000eV領域の軟X線平面結像型分光器の開発と電子顕微鏡への応用今園 孝志
応用物理, 83(4), p.288 - 292, 2014/04
50eVから4000eVまでの幅広いエネルギー領域に渡る軟X線領域の発光スペクトルを高効率・高分解能で計測可能な軟X線平面結像型回折格子分光器を開発した。これを電子顕微鏡に搭載することで、リチウムイオン二次電池、太陽電池材料等の機能性物質におけるナノスケール空間領域の構造評価とその化学結合状態分析を同時に実現できる。本稿では本分光器の特徴を述べると共に、透過型電子顕微鏡や電子プローブマイクロアナライザに搭載して得られた測定例について紹介する。
河地 有木
応用物理, 83(4), p.310 - 311, 2014/04
PETやSPECTといった医用画像診断や非破壊検査の他、手荷物検査やコンテナ検査などのセキュリティ分野、さらには環境放射能計測の分野にまで放射線イメージングが広がっている。本原稿では、この放射線イメージング技術の植物研究への応用例として、日本原子力研究開発機構で開発されてきたポジトロンイメージング技術を用いた成果を概説した。具体的な例として、このポジトロンイメージング技術を駆使して行った、植物中のカドミウムなどの有害物質の動きおよび炭素栄養や窒素栄養といった栄養物質の動きの可視化と、それぞれの動態の解明研究について紹介した。さらに、放射線イメージング装置を植物研究に用いるための特徴的な実験技術について述べた。
岡本 芳浩; 中田 正美; 赤堀 光雄; 駒嶺 哲*; 福井 寿樹*; 越智 英治*; 仁谷 浩明*; 野村 昌治*
電気化学および工業物理化学, 81(7), p.543 - 546, 2013/07
被引用回数：7 パーセンタイル：17.86(Electrochemistry)高温溶融状態の高レベル模擬ガラス中のルテニウム元素の挙動と化学状態を、放射光X線イメージング技術を使用して分析した。溶融から気泡発生、ルテニウムの凝集と沈殿までを、12ビットCCDカメラで動的に観察した。X線強度は、画像の濃淡を数値化することによって得た。また、ルテニウムの存在は、そのK吸収端直後のエネルギーにおいては、図中にて黒く強調されて観測される。位置分解能を備えたイメージングXAFS分析技術を駆使して、溶融状態のルテニウムの化学状態についても調べた。
Ti
O
(110) film electrode for lithium batteriesKim, K.-S.*; 当寺ヶ盛 健志*; 鈴木 耕太*; 田港 聡*; 田村 和久; 水木 純一郎; 平山 雅章*; 菅野 了次*
電気化学および工業物理化学, 80(10), p.800 - 803, 2012/10
被引用回数：13 パーセンタイル：29.85(Electrochemistry)充放電過程におけるLiTiO薄膜の電気化学特性および構造変化について調べた。X線回折およびX線反射率測定を行った結果、LiTiO膜は電解液と接触し、1回目の充放電サイクルを行う間、大きな構造変化が見られた。薄膜表面は、バルク構造とは異なった構造をとっており、これがナノサイズLiTiO電極が高容量である一方、不安定である原因であることがわかった。
大島 武
応用物理, 81(3), p.216 - 219, 2012/03
宇宙には電子,プロトン,重イオンといったさまざまな放射線が存在し、それら放射線により人工衛星等の宇宙機に用いられる半導体デバイスは、誤動作・破壊,特性劣化を示す。宇宙の放射線環境を説明し、放射線によって発生する半導体の照射効果(トータルドーズ効果,はじき出し損傷効果,シングルイベント効果)を解説する。さらに、はじき出し損傷効果の実例として宇宙用に開発された三接合太陽電池の陽子線や電子線照射による発電特性の劣化メカニズム解明に関する研究、及び、シングルイベント効果の実例として論理大規模集積回路(Large Scale Integration: LSI)のシングルイベントトランジェント効果に関する最近の研究を紹介する。
北脇 慎一; 坂村 義治*
電気化学および工業物理化学, 79(12), p.975 - 976, 2011/12
原子力機構と電力中央研究所は、燃料再処理技術の一つとして、溶融塩電解精製を適用した金属電解法乾式再処理技術の研究開発を共同で行っており、このための設備として平成14年にプルトニウム(Pu)を扱うことのできるアルゴン雰囲気グローブボックス(GB)を原子力機構東海研究開発センター・核燃料サイクル工学研究所(茨城県東海村)にある高レベル放射性物質研究施設に設置した。本報告では、金属電解法乾式再処理の概要とここでの研究設備や成果について紹介する。
岡 潔; 関 健史; 西村 昭彦
応用物理, 80(12), p.1069 - 1072, 2011/12
原子力機構では、原子力機器の保守保全研究の中で、高エネルギーレーザー光と照射対象の映像を同軸上に伝送できる複合型光ファイバスコープを開発した。本報では、複合型光ファイバの基本構造と利用方法及び原子力と医療への応用例、特に、レーザー低侵襲治療機器への応用について紹介する。
線分析による環境中の微量元素分析大島 真澄; 松尾 基之*; 小豆川 勝見*
応用物理, 80(11), p.948 - 954, 2011/11
多重線検出法は放射性核種分析において高分解能,高感度を実現する。この手法を即発線分析に適用することにより、この分析法を高度化することができた。本解説では、即発線分析及び多重線検出法の原理と特徴について紹介したあと、それによる地球環境試料、特に都市河川底質試料及び海洋堆積物試料への適用性の検討と分析例について述べる。
安田 良
電気化学および工業物理化学, 79(11), p.912 - 913, 2011/09
これまでの研究業務の中における電気化学とのかかわりについて述べた。学生時代から現在までの研究内容について簡単に紹介し、電気化学との接点となった燃料電池と現状の研究業務である中性子ラジオグラフィの高度化との関連について説明している。また、中性子ラジオグラフィによる燃料電池内部可視化実験やこれらの研究を通じて得られた知識・経験について記述している。
安田 良; 塩澤 方浩*; 片桐 政樹*; 竹中 信幸*; 酒井 卓郎; 林田 洋寿; 松林 政仁
電気化学および工業物理化学, 79(8), p.614 - 619, 2011/08
被引用回数：1 パーセンタイル：2.43(Electrochemistry)Neutron radiography is a useful tool for visualization of water distribution in fuel cells. In this study, we prepared a high spatial resolution neutron imaging system and small-sized fuel cell, and observed the through-plane water distribution in the fuel cell after operation. Fuel cell operations were carried out while varying the gas flow rate in the constant current mode. In low flow rate conditions, voltage decreased as operation time increased, and dropped below 0.2 V at 7.5 min. In neutron images obtained after fuel cell operation, water distribution was observed around the membrane electrode assembly (MEA) at the beginning of the operation and expanded over time to the gas diffusion layer (GDL) and channel on the cathode side. In higher flow rate conditions, fuel cell operation was more stable than in the low flow rate conditions. Neutron imaging results suggest that stable fuel cell operation is attributable to water discharge due to expulsion by the gas flow.
Ge
合金層における酸化誘起Ge濃縮過程; リアルタイム光電子分光による解明小川 修一*; 穂積 英彬*; 吉越 章隆; 石塚 眞治*; 加賀 利瑛*; 寺岡 有殿; 高桑 雄二*
応用物理学会薄膜・表面物理分科会/シリコンテクノロジー分科会共催特別研究会研究報告, p.67 - 70, 2011/01
SiGe合金層の酸化によって加速されるGe原子の濃縮速度について、放射光を用いたリアルタイム光電子分光によって調べた。SiGe合金層はp型Si(001)基板上にGe蒸着で形成し、その合金層をラングミュア型吸着条件で酸化した。773Kでの酸化ではGe原子は酸化されず、SiO
層のみがSiGe合金層上に形成された。さらに、GeO分子の脱離は起こらなかった。一方で、室温ではSi原子ばかりでなくGe原子も酸化された。この違いは点欠陥発生を伴う統合酸化モデルで説明できる。すなわち、773Kでは多くの欠陥がSiGe合金層の酸化中に発生し、Ge原子がこれらの欠陥を通して拡散すると示唆される。
神谷 富裕
応用物理, 79(3), p.213 - 218, 2010/03
高エネルギーイオンビームをどのように「ものづくり」に役立てるかを考える。高エネルギーイオンビームの物質との相互作用では、直線的な飛跡に沿い、高い線エネルギー付与(LET)と、飛跡の終点付近でブラッグピークを持つという大きな特徴を有し、照射条件にも、他の放射線にはない際立った多様性がある。このようなビームをマイクロ/ナノメーターレベルで制御するマイクロビーム技術は、多様で新奇な微細構造を創製する「ものづくり」技術となりうる。これを実現するために、イオンビームと物質との相互作用に関する基礎的・系統的知見の蓄積、それを基礎とした材料,ビーム技術、及び加工技術等、多分野の研究者による有機的な取組が必要である。
Nuryanthi, N.*; 八巻 徹也; 越川 博; 浅野 雅春; 榎本 一之; 澤田 真一; 前川 康成; Voss, K.-O.*; Trautmann, C.*; Neumann, R.*
電気化学および工業物理化学, 78(2), p.146 - 149, 2010/02
被引用回数：6 パーセンタイル：13.68(Electrochemistry)従来から検討がなされてきたポリエチレンテレフタレートやポリカーボネートなどの炭化水素系高分子ではなく、フッ素系高分子からなるイオン穿孔膜に着目し、そのエッチング挙動や応用性に関する研究を進めている。今回は、穿孔形成の重要なパラメータであるエネルギー付与の大きさを計算によりあらかじめ予測し、その変化を利用してポリフッ化ビニリデン(PVDF)イオン穿孔膜における孔のサイズ,形状(円柱,円錐状)の制御を試みたので報告する。走査型電子顕微鏡(SEM)観察と電気伝導度解析によるエッチング挙動の基礎的検討の中で、電気伝導度セルに高電圧を印加すると穿孔内のエッチングが加速されるという興味深い現象を見いだした。これは、穿孔内におけるエッチング溶出物の電気泳動効果に起因していると考えられる。
C合金層/Si(001)表面における酸化誘起炭素拡散; 酸化膜成長とエッチング条件での比較穂積 英彬*; 小川 修一*; 吉越 章隆; 石塚 眞治*; Harries, J.; 寺岡 有殿; 高桑 雄二*
応用物理学会薄膜・表面物理分科会/シリコンテクノロジー分科会共催特別研究会研究報告, p.181 - 184, 2010/01
SiC合金層の酸化過程を調べるため、p型Si(001)表面にCHを曝露することにより形成したSiC合金層の酸化過程をリアルタイムXPSで調べた。実験はSPring-8のBL23SUの表面化学反応解析装置で行った。ラングミュア型吸着(773K)では、炭素原子は酸化されずSiO/Si界面で濃縮されるため、酸化誘起歪みによってC原子が拡散することがわかった。一方、二次元島成長(933K)では、SiO脱離によって酸化開始後6000sで表面が約38層エッチングされたにもかかわらず炭素濃度は20%程度しか減少しなかったことから、SiO脱離においてC原子拡散の促進が示唆された。
