Fabrication of nanowires using high-energy ion beams

高エネルギーイオンビームによるナノワイヤーの合成

佃 諭志*; 関 修平*; 田川 精一*; 杉本 雅樹; 出崎 亮; 田中 茂; 大島 明博*

Tsukuda, Satoshi*; Seki, Shuhei*; Tagawa, Seiichi*; Sugimoto, Masaki; Idesaki, Akira; Tanaka, Shigeru; Oshima, Akihiro*

高エネルギーイオンビームによるケイ素系高分子薄膜へのナノワイヤー合成について議論した。種々のイオン種及びエネルギーにより、イオントラックに与えるエネルギー付与密度を変化させると、ケイ素系高分子中に生成するナノワイヤーの直径が変化することが確認できた。また、分子量の異なるポリメチルフェニルシラン,ポリカルボシラン,ポリビニルシランに照射した場合、放射線に対する架橋のしやすさに対応して、ナノワイヤーの直径が大きくなることが明らかになった。これらの結果から、イオンビームのエネルギー及びターゲットとなるケイ素高分子の構造により、ナノワイヤーの直径が制御可能であることが明らかになった。

Nano-wire formation in Si-based polymer thin films using a heavy ion beam is discussed in terms of energy density deposition along ion tracks. Gelation of the polymer along the ion track results in cross-linking to produce nano-wires with size and number density controllable by selecting appropriate ion beam characteristics and polymer materials. Ion bombardment of polycarbosilane (PCS), PCS-polyvinylsilane blend polymer, and polymethylphenylsilane produces nano-wires with radii of 30 nm depending on the type of ion beam. The difference in size is shown to be related to the efficiency of the cross-linking reaction considering the deposited energy distribution along the ion tracks.