Zn nanoparticles irradiated with swift heavy ions at low fluences; Optically-detected shape elongation induced by nonoverlapping ion tracks

低照射量の高速重イオンを照射したZnナノ粒子; 重畳しないイオントラック条件の試料において光学的に検知されたナノ粒子形状伸長

雨倉 宏*; 石川 法人   ; 大久保 成彰   ; Ridgway, M.*; Giulian, R.*; 三石 和貴*; 中山 佳子*; Buchal, C.*; Mantl, S.*; 岸本 直樹*

Amekura, Hiroshi*; Ishikawa, Norito; Okubo, Nariaki; Ridgway, M.*; Giulian, R.*; Mitsuishi, Kazuki*; Nakayama, Yoshiko*; Buchal, C.*; Mantl, S.*; Kishimoto, Naoki*

シリカに埋め込まれた金属ナノ粒子が高速重イオンの照射方向に形状伸長する現象について研究した。この現象が、イオン照射に伴って形成される欠陥集合体(イオントラック)が重畳することによって間接的に引き起こされる現象なのか、あるいはイオントラックと金属ナノ粒子とが直接相互作用して起きる現象なのかを明らかにすることは、現象解明の重要な鍵となる。本研究では、Znナノ粒子に、イオントラックがほとんど重畳しない低照射量(5.010 Xe/cm)の200-MeV Xeを照射したときにおいても形状伸長が起きることを、検出感度の高い光学的方法を用いて明らかにし、後者のシナリオの可能性の方が高いことを示した。

Elongation of metal nanoparticles (NPs) embedded in silica induced by swift heavy-ion irradiation, from spheres to spheroids, has been evaluated at low fluences by linearly polarized optical absorption spectroscopy. It is important to clarify whether the high fluences, i.e., track overlaps, are essential for the elongation. Zn NPs embedded in silica were irradiated with 200-MeV Xe ions. The comparison with numerical simulation suggested that the elongation of Zn NPs was induced by nonoverlapping ion tracks.