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論文

Asynchronous melting of embedded metal nanoparticles and silica matrix for shape elongation induced by swift heavy ion irradiation

雨倉宏*; 石川法人; 大久保成彰; 中山佳子*; 三石和貴*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 269(23), p.2730 - 2733, 2011/12

https://doi.org/10.1016/j.nimb.2011.08.011

被引用回数：13 パーセンタイル：69.42(Instruments & Instrumentation)

高速重イオン照射による(シリカ中に埋め込まれた)金属ナノ粒子の形状伸長を説明する既存のモデルとして、熱スパイクモデル(ピコ秒の温度上昇を伴う融解とその後の凝固に至るプロセス)がある。このモデルの妥当性を検証するために、融点の大きく異なる金属であるバナジウム(バルク融点1890 $^{circ}$ C)と亜鉛(バルク融点420 $^{circ}$ C)の金属ナノ粒子の200-MeV Xe照射効果をそれぞれ比較し検討した。その結果、それぞれの融点が異なるにもかかわらず、両者はほぼ同程度の形状伸長を示した。この結果は既存のモデルの修正の必要性を示唆する。シリカの融解と金属ナノ粒子の融解とが同時並行で進行しないことを考慮した修正モデルを提案した。

論文

Zn nanoparticles irradiated with swift heavy ions at low fluences; Optically-detected shape elongation induced by nonoverlapping ion tracks

雨倉宏*; 石川法人; 大久保成彰; Ridgway, M.*; Giulian, R.*; 三石和貴*; 中山佳子*; Buchal, C.*; Mantl, S.*; 岸本直樹*

Physical Review B, 83(20), p.205401_1 - 205401_10, 2011/05

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.83.205401

被引用回数：35 パーセンタイル：78.24(Materials Science, Multidisciplinary)

シリカに埋め込まれた金属ナノ粒子が高速重イオンの照射方向に形状伸長する現象について研究した。この現象が、イオン照射に伴って形成される欠陥集合体(イオントラック)が重畳することによって間接的に引き起こされる現象なのか、あるいはイオントラックと金属ナノ粒子とが直接相互作用して起きる現象なのかを明らかにすることは、現象解明の重要な鍵となる。本研究では、Znナノ粒子に、イオントラックがほとんど重畳しない低照射量(5.010 $^{11}$ Xe/cm $^{2}$ )の200-MeV Xeを照射したときにおいても形状伸長が起きることを、検出感度の高い光学的方法を用いて明らかにし、後者のシナリオの可能性の方が高いことを示した。