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Kr and Xe ions implanted on the surfaces of Mo, Hf, Ta, W, Re, Au and platinum group elements

Mo, Hf, Ta, W, Re, Au、及び白金族元素表面へ射ち込まれたKrとXe

大澤 崇人

Osawa, Takahito

KrとXeのイオン照射実験をMo, Hf, Ta, W, Re, Au及び5つの白金族元素に対して行い、射ち込まれたKrとXeを放射光を用いたX線光電子分光によって検出した。5d遷移元素ではKr 2p$$_{3/2}$$, Xe 3d$$_{3/2}$$, Xe 3d$$_{5/2}$$の結合エネルギーは金属のd電子数に相関していた。5d遷移元素中のXe濃度は原子番号に相関していたが、そのような相関はKrでは見られなかった。Xeにおけるこの相関はスパッタリングイールドを考慮した理論計算でおおよそ再現できる。金属のKrとXeの保持力は実験値と理論値の比として定義したが、保持力と原子番号は相関せず、保持力は金属中のKrとXeの弾性エネルギーと正の相関を持っていた。もし希ガスの拡散の活性化エネルギーが弾性エネルギーとして代表されうるなら、希ガス保持力は定性的に説明できる。

Kr and Xe ion bombardment experiments were conducted on Mo, Hf, Ta, W, Re, Au, and five platinum group elements. The implanted Kr and Xe ions were detected, and their concentrations were determined by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) using synchrotron radiation. In the case of 5d transition metals, the binding energies of Kr 2p$$_{3/2}$$, Xe 3d$$_{3/2}$$, and Xe 3d$$_{5/2}$$ in the target metals correlate with the number of d electrons of metals. Furthermore, the Xe concentration in the 5d transition metals correlates with atomic number, but there is no such correlation for Kr. The observed trend for the Xe concentration can approximately be reproduced by a theoretical calculation that takes sputtering yield into consideration. The retentivities of Kr and Xe are defined as the ratio of the experimental and theoretical surface concentrations.

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