セラミックス材料のイオンビーム誘起発光

Ion beam induced luminescence in ceramics

永田 晋二*; 井上 愛知; 藤 健太郎*; 土屋 文*; 四竈 樹男*; 山本 春也; 高野 勝昌; 吉川 正人

Nagata, Shinji*; Inoue, Aichi; To, Kentaro*; Tsuchiya, Bun*; Shikama, Tatsuo*; Yamamoto, Shunya; Takano, Katsuyoshi; Yoshikawa, Masahito

シリカガラスやアルミナはビームモニタとして簡便に利用されているが、これらセラミックスからの発光は微量の不純物元素や酸素欠陥に影響され、その発光特性については不明の点も多い。本研究では、シリカガラス中の水酸基がイオンビーム誘起発光に及ぼす影響と照射損傷との関連を明らかにし、発光体など機能材料への応用を探索することを目的に、イオンビーム誘起発光実験を行った。実験では、水酸基の含有量が異なったシリカガラスに対して、入射エネルギー:0.13MeVの水素及びヘリウムを照射し、試料からの発光を測定した。発光強度のエネルギー依存性及び照射量依存性から、MeV領域の水素照射では酸素欠損型の発光中心はおもに電子励起によって生成されていると結論され、水酸基が存在する場合には、付与エネルギーが水酸基の解離や酸素欠損生成に費やされることが示唆された。KeV領域のエネルギーで水素をシリカガラスにイオン注入した場合では、水素は、投影飛程近傍に捕捉されるだけでなく、試料内部に均一に約1at.%まで捕捉されていた。この注入水素は、O-H及びSi-Hを形成していることから、水素添加による発光特性の制御が可能であることがわかった。

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