Spontaneous formation of suboxidic coordination around Co in ferromagnetic rutile TiCoO film

Hu, W.*; 林 好一*; 福村 知昭*; 赤木 和人*; 塚田 捷*; 八方 直久*; 細川 伸也*; 大和田 謙二; 高橋 正光; 鈴木 基寛*; et al.

Applied Physics Letters, 106(22), p.222403_1 - 222403_5, 2015/06

https://doi.org/10.1063/1.4921847

The local atomic structures around Co in high temperature diluted ferromagnetic semiconductor Co-doped TiO has been investigated using X-ray fluorescence holography and X-ray absorption fine structure experiments. While the Co atoms in the TiCoO simply substituted for Ti sites in the rutile structure, a suboxidic arrangement of CoOTi was found to form around Co in the TiCoO films. First-principles calculations supported the stability of the aggregated suboxidic clusters in the rutile TiO. The suboxidic coordination may be the source of strong exchange interaction, resulting in the high Curie temperature in Co-dopedTiO.

Laser expulsion of an organic molecular nanojet from a spatially confined domain

後藤 真宏*; Zhigilei, L. V.*; Hobley, J.*; 岸本 牧; Garrison, B. J.*; 福村 裕史*

Journal of Applied Physics, 90(9), p.4755 - 4760, 2001/11

https://doi.org/10.1063/1.1407315

有機分子を位置選択的にナノメートルオーダーの領域に配置する技術の実現を目的とした新しい極微小領域分子注入法の開発を試みた。有機分子を、開口径100nmのマイクロピペットの先端部に結晶化させたものを注入源として使用し、そこに光ファイバーで導かれたパルスレーザ光を照射し、先端部の分子を光励起して有機分子クラスターを発射させる。注入分子としてクマリン545などを用いた注入実験を行い、最小670nmの微小領域に分子注入できたことを確認した。さらに注入部位の表面形態を近接場光顕微鏡を用いて観察し、高分子フィルムの隆起を生じること、隆起量は注入分子量に依存することを調べた。さらにレーザー光強度をコントロールすることにより、有機分子クラスターを高分子フィルム上に置くことができることがわかり、ナノサイズの高分子粒を近接場光顕微鏡プローブを使ってフィルム上を自由に移動させることができることを示した。

Microscopic laser patterning of functional organic molecules

岸本 牧; Hobley, J.*; 後藤 真宏*; 福村 裕史*

Advanced Materials, 13(15), p.1155 - 1158, 2001/08

https://doi.org/10.1002/1521-4095(200108)13:15<1155::AID-ADMA1155>3.0.CO;2-O

次世代デバイスとして注目されている機能性有機分子素子の作成には、分子を基板上の任意の位置にミクロン・ナノサイズで配置する技術の確立が必要である。そこで極短パルスレーザー照射によって有機分子が非破壊的に高分子マトリックス中を移動する現象を利用し、顕微鏡とレーザーシステムを組み合わせることによってパルスレーザー光をミクロンサイズ以下に集光させることにより、蛍光色素分子を高分子フィルムの任意の位置に注入することに成功した。実験では最小4mの微小スポットに蛍光色素を注入することに成功し、将来ナノサイズの分子素子の可能性を示すことができた。

Measurement of induced radioactivity in copper exposed to high energy heavy ion beam

Kim, E.; 中村 尚司*; 上蓑 義明*; 伊藤 祥子*; 福村 明史*

Journal of Nuclear Science and Technology, 37(Suppl.1), p.811 - 815, 2000/03

https://doi.org/10.1080/00223131.2000.10875003

高エネルギー加速器施設において、ターゲット、加速器機器の放射化量を評価することは、施設の設計や被ばく防護の観点から重要である。しかし、イオンビーム照射時の放射化量を評価するための実験データは極めて少ない。そこで、核子あたり290MeV及び400MeVのCイオン、400MeVのNeイオンを、厚さ3cm及び5cmの銅ターゲットに入射させ、核破砕反応により生成される放射性核種のターゲット中での分布を調べた。また、この結果を用いて、ビーム停止後の経過時間に対するターゲット周辺における線量当量率を評価した。以上の結果から、加速器保守時の作業者の外部被ばく評価に利用できる有用な知見を得た。

Laser-induced implantation of organic molecules into sub-micrometer regions of poymer surfaces

後藤 真宏; Hobley, J.; 河西 俊一; 福村 裕史

Applied Physics A, 69(suppl.), p.S257 - S261, 1999/12

https://doi.org/10.1007/s003399900375

有機分子は、それ自身が非常に多用な機能を持ち合わせており、化学センサー、光学・電子回路等への応用が注目されつつある。ところがこれまでこれら分子を意図した通りに配列することは困難であり、それらデバイスの実現には至っていない。われわれは、中空ファイバーチップ中に有機分子を導入し、レーザー光により励起、射出することを利用した新しい分子注入装置を作製した。その結果、高分子固体中のサブミクロンの微小領域に位置選択的に分子を注入することができた。またそれらを複数回、等間隔で注入することもできた。これにより光制御デバイス実現の道が開けた。

Single pulse nm-size grating formation in polymers using laser ablation with an irradiation wavelength of 355nm

Lippert, T.*; Gerber, T.*; Wokaun, A.*; Funk, D. J.*; 福村 裕史; 後藤 真宏

Applied Physics Letters, 75(7), p.1018 - 1020, 1999/00

https://doi.org/10.1063/1.124584

回折格子は光電子デバイスや液晶の配向等その応用性は注目されている。その作成法はおもに2つある。1つは機械的な手法、もう1つは光学的に作製する方法である。前者は高い精度で均一な格子を作製することが困難である。われわれは、マイケルソン干渉法と光分解ポリマーを組み合わせることにより、180nmと1090nmの回折格子を作ることに成功した。表面形状は原子間力顕微鏡を用いて測定した。さらに、レーザー照射回数、照射強度の違いによる回折格子形状変化を解析し、最適なナノメートルサイズ回折格子作製条件を見いだした。

臨界実験装置廃止措置のデータベースの拡充(その1)に係わる調査

宮坂 靖彦*; 福村 信男*; 渡辺 正秋*; 丹治 和拓*

PNC TJ9410 98-001, 170 Pages, 1998/09

PNC-TJ9410-98-001.pdf:8.4MB

本報告書は、将来臨界実験装置「DCA」の廃止措置解体計画書立案に資するため技術的検討、放射線強度分布および放射能インベントリの予備的評価を行ったものである。廃止措置に係わる技術的検討結果から、廃止措置の方針は、原子炉停止前に少なくとも12年前に決定し、臨界実験装置の特徴である中性子束レベルが低いことを考え燃料、中性子源、重水および建家の再利用が得策であることがわかった。放射線強度分布の評価は、最新の断面積ライブラリーJENDL3.1を組み込んだ1次元輸送コードANISN-JRおよび2次元輸送コードDOT3.5を用い、炉心を含んだDCA炉室内の高さ25m、直径19m(2次元円筒モデル)の全領域を対象として計算することにより実施した。この結果炉心タンクの外表面での最大熱中性子束は、約10の8乗n/cm2・sec(1kw時)、炉室1階天井では約10の6乗n/cm2・sec、生体遮蔽体である炉室扉内側では10の3乗n/cm2・sec、床表面では約10の4乗n/cm2・secが得られた。これらの値は、エリアモニター実測値から評価した値とオーダー的に一致する。放射能インベントリ評価は、放射性核種生成崩壊計算コードORIGEN-MDにより、上記で得られた中性子束の評価値を用い、炉心構造材の主要核種についてその生成量を計算することにより実施した。その結果半減期の比較的長い3Hの重水減速材中で、比放射能は、約1.5Bq/g、構造材の60Coで最大約1.410の-2乗Bq/gでIAEAのドラフト案での無条件クリアランスレベル以下となった。一方、運転停止直後の全放射能インベントリは約5.610の11乗Bqとなったが、これらはいづれも半減期の短い核種で占められているが、半減期が10数年程度のトリチウムの放射能量は、4.210の6乗Bqとなり、冷却期間が長くなると無視できなくなる。

Laser induced molecular transfer using ablation of a triazeno-polymer

D.M.Karnakis*; T.Lippert*; 一ノ瀬 暢之; 河西 俊一; 福村 裕史*

Applied Surface Science, 127-129, p.781 - 786, 1998/00

https://doi.org/10.1016/S0169-4332(97)00742-3

爆発的に光分解するトリアゼノ高分子に移動する分子としてピレンを添加し石英基板上に薄膜(ソースフィルム)を作成しPEMA,PBMAなどの被注入薄膜(ターゲットフィルム)に密着させた。この試料のターゲットフィルム側からYAGレーザーの3倍波(355nm)を照射すると、ピレンがターゲットフィルムへ移動することが、ターゲットフィルムの吸収、蛍光測定から示された。蛍光顕微鏡による注入分子のスポットサイズはレーザーフルエンスと共に増大し、衝撃波の挙動に類似していることから、この分子注入はトリアゼノ高分子の爆発的なレーザーアブレーションによって生じる衝撃波によって起こるものと考えた。

Effect of hydrogen bonding on laser-induced transfer of 1-pyrenebutyric acid in solid polymers

齋藤 健一*; 一ノ瀬 暢之; 河西 俊一; 福村 裕史*

Chemical Physics Letters, 291(3-4), p.433 - 437, 1998/00

https://doi.org/10.1016/S0009-2614(98)00579-X

有機分子をドープした高分子フィルム(ソースフィルム)と何もドープしていない高分子フィルム(ターゲットフィルム)とを重ねあわせ、ナノ秒パルスレーザーを照射すると、ドーパント分子のみをターゲットフィルム中に注入することができる。ドーパントにピレンと1-ピレン酪酸を用いたところ、分子体積はほとんど同じであるにもかかわらず、注入量に20倍もの差が出ることを見いだした。ソースフィルムの高分子の種類を変えた測定、またドーパントの拡散の活性化エネルギーの見積もりから、高分子と1-ピレン酪酸の水素結合が注入量を著しく低下させると考察した

ナノ秒干渉画像計測システムの開発とレーザーアブレーションダイナミクス解明への応用

古谷 浩志*; 福村 裕史*; 増原 宏*

レーザー研究, 25(4), p.288 - 295, 1997/04

https://doi.org/10.2184/lsj.25.288

エキシマレーザー照射による高分子フィルムのナノメートルオーダーの微小な形態変化をナノ秒の時間分解能で測定するために開発したナノ秒干渉画像計測について述べ、3種類の物理的・化学的に異なる高分子フィルムのレーザー誘起形態変化のダイナミクスに関する研究結果をまとめた。その結果から、エキシマレーザー照射によって誘起される高分子の微小な形態変化が、高分子の性質及び集合状態・構造を反映していることがわかった。この手法は、高分子のレーザーアブレーション過程、レーザー誘起状態変化を観測し、その機構を解明する有効な手法であることを示した。