TEM analysis of ion-tracks and hillocks produced by swift heavy ions of different velocities in YFeO

YFeOについて異なる速度を持った高速重イオンによって形成されたイオントラックとヒロックの透過型電子顕微鏡解析

石川 法人   ; 田口 富嗣*; 喜多村 茜; Szenes, G.*; Toimil-Molares, M. E.*; Trautmann, C.*

Ishikawa, Norito; Taguchi, Tomitsugu*; Kitamura, Akane; Szenes, G.*; Toimil-Molares, M. E.*; Trautmann, C.*

高速重イオンをセラミックスに照射すると、イオンの入射点に隆起物(ヒロック)が形成されるとともに、イオンの通り道に沿ってイオントラック損傷が形成される。ヒロック形成とイオントラック形成を包括的に理解することが、イオン・固体衝突による照射損傷メカニズムを理解する上で重要なマイルストーンである。本研究では、YFeOを対象として、照射後の透過型電子顕微鏡による観察データの蓄積により、ヒロックとイオントラックが同じ大きさであることが分かった。さらに、ヒロックの縦方向の寸法と横方向の寸法との間に、常に相関関係が成り立っていることを突き止め、その相関関数をイオンの通過による局所融解モデルの枠組みで説明することができた。

Hillock formation is one of the important aspects of radiation-induced modification of solid material. To our knowledge this is first result showing that the hillock formation in ceramics is affected by the velocity effect. The present result include Se-dependences of hillock dimensions based on precise measurement using TEM (transmission electron microscopy). The paper should be published to make researchers aware that hillock size is actually comparable to ion-track size in wide Se range. In addition, the results include important insight about the hillock formation mechanism of ceramics irradiated with swift heavy ions.