炭素材料表面への斜入射イオン照射によるリップル形成

Ripple formation of carbon surfaces by ion irradiation under off-normal incidence

高廣 克己*; 尾崎 孝一*; 川面 澄*; 永田 晋二*; 山本 春也; 鳴海 一雅; 楢本 洋*

Takahiro, Katsumi*; Ozaki, Koichi*; Kawatsura, Kiyoshi*; Nagata, Shinji*; Yamamoto, Shunya; Narumi, Kazumasa; Naramoto, Hiroshi*

平坦表面を有する高配向性熱分解黒鉛(HOPG)や単結晶Siに3080方向からイオンを照射すると、スパッタリングと表面拡散により表面にナノ周期のリップルが形成される。われわれは、炭素表面に形成されるリップル構造においては、炭素同素体間で違いがあることをこれまでに見いだしている。リップル形成の過程で、最表面は炭素の種類によらない類似した非晶質構造を有しているため、スパッタリング及び表面拡散の効果は、ほぼ同一と考えられる。本研究では、炭素表面のリップル形成機構を解明する目的で、HOPGとダイヤモンドに対して、広いエネルギー範囲でイオン照射を行い、表面形態変化と構造について、両試料間の相違性・類似性を検討した。5200keV Xeイオンを表面法線に対して60の方向から照射した。照射量は210cmとした。イオン照射前後の表面形態を原子間力顕微鏡(AFM)を用いて観察した。また、表面構造をArレーザーラマン散乱分光で調べた。その結果、HOPGとダイヤモンドでは、リップル波長及び振幅が大きく異なることが明らかになった。さらに、リップル構造の照射イオンエネルギー依存性を報告し、その形成機構を議論する。

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