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Modification of C$$_{60}$$ thin films by ion irradiation

イオン照射によるC$$_{60}$$薄膜の改質

鳴海 一雅; 楢本 洋

Narumi, Kazumasa; Naramoto, Hiroshi

Si(111)上のC$$_{60}$$薄膜に、7MeV $$^{12}$$C$$^{2+}$$イオンを照射し、C$$_{60}$$薄膜に対するイオン照射効果を原子間力顕微鏡,顕微ラマン分光を用いて調べた。ラマン分光の結果より、照射前のC$$_{60}$$薄膜は部分的にポリマー化しており、イオン照射によって脱ポリマー化が進み、1.1$$times$$10$$^{14}$$/cm$$^{2}$$の照射量でポリマー成分が消失することがわかった。さらに照射量を増やすと、C$$_{60}$$分子の解離が始まり、1.1$$times$$10$$^{16}$$/cm$$^{2}$$の照射量では非晶質炭素化が進んでいることが観測された。原子間力顕微鏡を用いた電気伝導性の評価においては、1.1$$times$$10$$^{16}$$/cm$$^{2}$$の照射量で電気伝導性が認められた。これらの結果から、イオン照射によるC$$_{60}$$分子の解離によって、ほぼ絶縁体であるC$$_{60}$$薄膜に電気伝導性が生じたと考えられる。

Irradiation effect of 7 MeV $$^{12}$$C$$^{2+}$$ ions on C$$_{60}$$ thin films on Si(111) substrates were investigated. Raman scattering spectroscopy showed that C$$_{60}$$ film had been already polymerized and that depolymerization of the polymerized C$$_{60}$$ films progressed up to the dose of 1.1$$times$$10$$^{14}$$/cm$$^{2}$$. After the depolymerization, the C$$_{60}$$ films were transformed into a form of amorphous carbon at higher dose. The AFM analysis of conductivity of the film shows the results consistent with the Raman-scattering-spectroscopy analysis of the film.

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