X-ray diffuse scattering from carbon-ion-irradiated diamond

炭素イオン照射したダイヤモンドからのX線散漫散乱

須貝 宏行; 前田 裕司*; 松本 徳真*; 加藤 輝雄; 春名 勝次*; 左高 正雄; 小野 文久*

Sugai, Hiroyuki; Maeta, Hiroshi*; Matsumoto, Norimasa*; Kato, Teruo; Haruna, Katsuji*; Sataka, Masao; Ono, Fumihisa*

人工ダイヤモンドは、高温や放射線等の過酷な環境に耐えうる有望な耐環境素子材料の一つである。ここでは、100MeV炭素イオン照射した人工ダイヤモンド単結晶中の格子欠陥をX線による格子定数測定とX線散漫散乱により調べた。イオン照射及びX線測定は、室温で行った。格子定数は照射量に比例して増加した。われわれが従来から行ってきた不純物濃度の異なる天然及び人工ダイヤモンド単結晶に関する結果との比較から、照射によって生成した格子間原子及び原子空孔は、(100)面に転位ループをつくることが明らかとなった。

The synthetic semiconductor diamond is potentially one of the best materials for electronic devices in severe environments like high temperature and radiation. We have studied the electrical transport properties of boron-doped synthetic semiconductor diamond and characterized natural and synthetic single crystal diamonds by measurements of the X-ray integrated scattering intensity, lattice parameter and diffuse scattering. The synthetic diamond were irradiated with 100 MeV carbon-ion at Tandem accelerator in JAEA-Tokai. After the irradiation, measurements of lattice parameters X-ray diffuse scattering were made at room temperature. The lattice parameters increased with ion fluence. The scattering intensity of the irradiated synthetic diamond diffuses asymmetrically to form a streak along the [-1 0 0] direction parallel to the reciprocal lattice vector. The result suggests that interstitial atoms and vacancies aggregate to form dislocation loop on the (100) plane.