Surface nanostructures on Nb-doped SrTiO irradiated with swift heavy ions at grazing incidence

高速重イオンを微小入射角方向から照射したNb添加SrTiOの表面ナノ構造

石川 法人   ; 藤村 由希; 近藤 啓悦  ; Szabo, G. L.*; Wilhelm, R. A.*; 小河 浩晃  ; 田口 富嗣*

Ishikawa, Norito; Fujimura, Yuki; Kondo, Keietsu; Szabo, G. L.*; Wilhelm, R. A.*; Ogawa, Hiroaki; Taguchi, Tomitsugu*

高速重イオンを微小入射角で照射したNb添加SrTiOの表面ナノ構造を調べた成果についてまとめた。セラミックスに対して高速重イオンを微小入射角で照射すると、ヒロックチェーン(イオンの飛跡に沿って、複数個並んで形成されるナノヒロック)が表面付近に形成されることが知られている。我々は、ヒロックチェーンの形態・性状をAFM(原子間力顕微鏡)とSEM(走査型電子顕微鏡)を利用して、詳細に調べた。その際に、全く同じヒロックチェーンを、AFMとSEMのそれぞれで観察することに成功した。AFMの観察データは、先行研究の示す通りに、ヒロックチェーンが形成されていることを示している一方で、SEMの観察データは(同じヒロックチェーンを観察しているにもかかわらず)ヒロックチェーンをつなぐ黒い線状コントラストも現れることが判明した。これらの新しい損傷データをもとに、ヒロックチェーンの形成メカニズムについて推論した。さらにTEM(透過型電子顕微鏡)観察し、微小入射角で照射した際に形成される特殊なイオントラック損傷の形成プロセスを明らかにした。

Surface nanostructure on Nb-doped SrTiO irradiated with swift heavy ions at grazing incidence was investigated by AFM (Atomic force microscopy), SEM (Scanning electron microscopy) and TEM (Transmission electron microscope). AFM picture and SEM picture show different appearance. Based on the new experimental results, mechanism of surface nanostructure formation is discussed.