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Control of the size of etchable ion tracks in PVDF; Irradiation in an oxygen atmosphere and with fullerene C$$_{60}$$

PVDF膜におけるエッチング可能なイオントラックサイズの制御; 酸素中照射とフラーレンC$$_{60}$$照射

喜多村 茜; 八巻 徹也*; 百合 庸介*; 越川 博*; 澤田 真一*; 湯山 貴裕*; 薄井 絢; 千葉 敦也*

Kitamura, Akane; Yamaki, Tetsuya*; Yuri, Yosuke*; Koshikawa, Hiroshi*; Sawada, Shinichi*; Yuyama, Takahiro*; Usui, Aya; Chiba, Atsuya*

我々は既に、フッ素系高分子の一つであるポリフッ化ビニリデン(PVDF)が、イオントラックのみをエッチングできる材料として、イオントラックの研究に適することを示している。そこで本研究では、PVDFと2種類の照射技術に着目して、イオントラック径を制御する手法を検討した。一つはイオントラック内の酸化を促進できる可能性を持つ酸素雰囲気下での重イオンビーム照射であり、もう一つは単イオンに比べて60倍もの高いエネルギーを一つのイオントラックに付与できるフラーレン(C$$_{60}$$$$^{+}$$)クラスタービームの照射である。前者の照射技術を用いて、エッチング可能なイオントラックの領域を、従来の真空中照射では得られないサイズにまで拡大させる手法の開発に成功した。また後者の技術を用いて、同じエネルギーを持つ単イオン(C$$^{+}$$)の場合に比べて、イオントラック径を拡大できる手法を示した。

Poly(vinylidene-fluoride) (PVDF) film is suitable for investigation of the size of etchable ion tracks because we can clearly judge the finish of the track etching and the surrounding bulk area remains due to the high chemical stability. Thereby we can measure the radius of ion tracks of each ion. In this study, we focused on two irradiation conditions for controlling the size of etchable ion tracks of PVDF films. One was irradiation in an oxygen atmosphere and the other was a fullerene (C$$_{60}$$$$^{+}$$) cluster beam irradiation. SEM observation showed that the size of pores became larger by irradiation in an oxygen atmosphere. It was found that the oxidation of ion tracks widened the size of etchable ion tracks. The C$$_{60}$$$$^{+}$$ irradiation caused larger etchable tracks on the PVDF surface. The result could represent the effect of local and simultaneous collisions by the swift aggregated ions.

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