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SPM investigation of C$$_{60}$$ thin films irradiated with energetic ions

イオン照射したC$$_{60}$$薄膜のSPMによる研究

鳴海 一雅; 楢本 洋

Narumi, Kazumasa; Naramoto, Hiroshi

Si(111)上のC$$_{60}$$ 薄膜に対して、360 keV $$^{40}$$Ar$$^{+}$$,$$^{40}$$Ar$$^{4+}$$イオンを1.0$$times$$10$$^{12}$$/cm$$^{2}$$から1.1$$times$$10$$^{16}$$/cm$$^{2}$$照射した際の照射効果を調べた。照射前の薄膜は絶縁性を示したが、1.1$$times$$10$$^{14}$$/cm$$^{2}$$の照射量で電気伝導性を示すようになった。ラマン分光分析によるとこの時の薄膜はほとんど非晶質炭素になっており、この電気伝導性は、C$$_{60}$$分子の分解によって生じた伝導性を持った炭素同位体によって生じたことを明らかにした。1.1$$times$$10$$^{15}$$/cm$$^{2}$$以上の照射量では、ラマンスペクトル中のC$$_{60}$$分子の特徴は完全に消失し、薄膜の表面形態に著しい変化が観測された。この形態の変化はArイオンによるスパッタリングとC$$_{60}$$分子の分解による高密度化によるものと考えられる。

Transformation of C$$_{60}$$ thin films on Si(111) substrates by irradiation with 360 keV $$^{40}$$Ar$$^{+}$$ and $$^{40}$$Ar$$^{4+}$$ ions at fluences of 1.0$$times$$10$$^{12}$$/cm$$^{2}$$ to 1.1$$times$$10$$^{16}$$/cm$$^{2}$$ was investigated by atomic force microscopy. As-prepared insulating films become conductive after the irradiation up to the fluence of 1.1$$times$$10$$^{14}$$/cm$$^{2}$$, where the film is found to be almost transformed into a form of amorphous carbon by Raman-spectroscopy analysis. This results from conductive carbon species due to decomposition of the C$$_{60}$$ molecule. Considerable topographic change is observed up to the fluence of 1.1$$times$$10$$^{15}$$/cm$$^{2}$$ where the lines characteristic of the C$$_{60}$$ film fade out of the Raman spectra, which is due to sputtering and to densification of the C$$_{60}$$ molecule.

発表言語

 :

English

掲載資料名

 :

Proceedings of 3rd International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices '01 (ALC '01)

巻

 :

号

 :

ページ数

 :

p.322 - 325

発行年月

 :

2001/11

発表会議名

 :

3rd International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices '01 (ALC '01)

開催年月

 :

2001/11

開催都市

 :

Nara

開催国

 :

Japan

キーワード

 :

C$$_{60}$$; Si; イオン照射; 走査型プローブ顕微鏡; ラマン分光; 薄膜

特許データ

 :

PDF

 :


論文URL

 :

研究データの公開先DOI

 :

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使用施設

 :

TIARA(イオン照射研究施設)

広報プレスリリース

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