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Growth of Bi-Ti-O particle by ion implantation

イオンインプランテーションを用いたBi-Ti-Oナノ粒子の作製

米田 安宏  ; 阿部 浩之

Yoneda, Yasuhiro; Abe, Hiroshi

イオンインプラント技術を用いた金属ナノ粒子の作製によって、光学素子や磁気材料のサイズ効果の研究が行われている。これに加えて近年、インプラントによって凝集した金属粒子を周囲の酸素と反応させて酸化物を作製する試みが行われるようになった。現在、酸化銅ナノ粒子の作製が行われているが、酸化物での作製が可能になれば強誘電体や超伝導体なのにも利用が広まる。われわれは、強誘電体に着目し、酸化チタンをホストとし、ビスマスを照射することによってチタン酸ビスマスを得る試みを行った。TIARAを用いて作製したBi-Ti-O系の粒子はインプラントされた金属ビスマスが酸化し、TiO$$_2$$中に酸化物として埋め込まれることをSPring-8において放射光X線回折実験によって確かめられた。

Metal nanoparticles embedded in insulating matrices have received an increasing interest in the last decade due to their peculiar optical, magnetic, and catalytic properties when the size becomes comparable to or less than the electron mean free path. Recently, oxide nanoparticles in insulators can be fabricated by combining the ion implantation and the thermal oxidation). In this method metal nano particles are formed inside of the insulators by ion implantation at first, then the metal nanoparticles are oxidized by thermally activated migration of oxygen in the insulators. In this study, we demonstrated the growth of Bi-Ti-O system by the Bi-ion implantation on TiO$$_2$$ textured substrate. We performed the Bi-ion implantation with Takasaki Ion Accelerators for Advanced Radiation Application (TIARA) and the grown nanoparticles were evaluated by synchrotron X-ray at SPring-8.

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