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Effect of damage cascades on the irradiation-induced amorphization in graphite

黒鉛の照射誘起非晶質化に及ぼすカスケード効果

阿部 弘亨; 楢本 洋; 岩瀬 彰宏; 木下 智見*

Abe, Hiroaki; Naramoto, Hiroshi; Iwase, Akihiro; Kinoshita, Chiken*

数100K程度までの温度において、イオン照射により黒鉛の非晶質化が誘起された。非晶質化線量の温度依存性から400Kを境にして2つのステージの存在が明らかになった。400K以下では非晶質化線量はイオン種・エネルギーに依存せず、約0.2dpaで非晶質化した。400K以上では非晶質化線量はイオン種・エネルギー・線束密度に依存して増加し、ある温度(T$$_{c}$$)以上では非晶質化しなかった。T$$_{c}$$は入射粒子質量の増加、エネルギーの減少、線束密度の増加に伴い高くなるが、質量数20以上の重イオン照射では次第に飽和傾向を示した。860K以上では照射条件によらず非晶質化は観察されなかった。黒鉛中のカスケードは原子配列の乱れた領域を形成し、その蓄積によって非晶質化が進行する。また400K以上のステージは黒鉛のC面間に蓄積した炭素分子クラスターが分裂し空孔と再結合する温度に相当し、このクラスターの生成速度、空間分布、安定性が非晶質化や再結晶化を律速すると考えられる。

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