えっ!? 原子のたまねぎ?; 放射線によって得られる新しい炭素の同素体

A Carbon onion; A New allotrope of carbon made by radiation

阿部 弘亨

Abe, Hiroaki

炭素イオン注入によって銅中にオニオンを多量に生成することに成功し、その構造や生成条件を明らかにし、また電子顕微鏡内イオン注入実験によってオニオンの形成過程をその場観察することで、オニオンの核形成・成長のメカニズムに関する知見を得た。300~700に保持した銅多結晶に100~160keV Cイオンを210/cmまで注入した。照射後、電顕試料に加工し、組織観察した。また、500におけるイオン注入その場観察実験を行い、オニオンの生成をその場観察した。イオン注入により球状(楕円球状)の炭素クラスタが生成された。クラスタは中心部までグラファイト構造のオニオンと、中空のカプセルの2種類が観察された。サイズの照射温度や注入量に対する依存性から、2種類の核形成機構が提案された。一つはフラーレン等の微細な炭素クラスタあるいは母相内の格子欠陥等を核としたものと、もう一つは銅微粒子周囲に発達したグラファイト構造を核とするものである。予焼鈍した銅試料に500において炭素イオン注入し、オニオン形成過程のその場観察実験を行った。注入量110/cmで試料内部におけるオニオン形成が確認され、照射励起蒸発によって表面に集積する過程が明らかになった。

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