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論文

Thermally altered subsurface material of asteroid (162173) Ryugu

北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 高木 靖彦*; 中村 智樹*; 廣井 孝弘*; 松岡 萌*; et al.

Nature Astronomy (Internet), 5(3), p.246 - 250, 2021/03

https://doi.org/10.1038/s41550-020-01271-2
 被引用回数：44 パーセンタイル：97.1(Astronomy & Astrophysics)

2019年4月「はやぶさ2」ミッションは、地球に近い炭素質の小惑星(162173)リュウグウの人工衝撃実験を成功させた。これは露出した地下物質を調査し、放射加熱の潜在的な影響をテストする機会を提供した。はやぶさ2の近赤外線分光器(NIRS3)によるリュウグウの地下物質の観測結果を報告する。発掘された材料の反射スペクトルは、表面で観測されたものと比較して、わずかに強くピークがシフトした水酸基(OH)の吸収を示す。これは、宇宙風化や放射加熱が最上部の表面で微妙なスペクトル変化を引き起こしたことを示している。ただし、このOH吸収の強度と形状は、表面と同様に、地下物質が300$$^{circ}$$Cを超える加熱を経験したことを示している。一方、熱物理モデリングでは、軌道長半径が0.344AUに減少しても、推定される掘削深度1mでは放射加熱によって温度が200$$^{circ}$$Cを超えて上昇しないことが示されている。これは、リュウグウ母天体が放射加熱と衝撃加熱のいずれか、もしくは両方により熱変化が発生したという仮説を裏付けている。

論文

Ionoluminescence analysis of glass scintillators and application to single-ion-hit real-time detection

横山 彰人; 加田 渉*; 佐藤 隆博; 江夏 昌志; Shimada, Keisuke*; 横田 佑也*; 三浦 健太*; 花泉 修*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 371, p.340 - 343, 2016/03

https://doi.org/10.1016/j.nimb.2015.10.024
 被引用回数：6 パーセンタイル：49.05(Instruments & Instrumentation)

サイクロトロンでは、数百MeV級の重イオンマイクロビームを用いたシングルイオンヒット技術が生物細胞の照射実験で利用されており、高精度での位置検出が必要である。本研究では、ビーム照射によって誘起される発光(Ion luminescence: IL)を利用したリアルタイム検出法により、CaF:Eu, イメージインテンシファイア(I.I.), 観察用カメラ及び倒立型焦点顕微鏡を組み合わせた発光検出システムを開発した。しかし、位置分解能に関しては、I.I.の映像増強機構であるマイクロチャンネルプレートの直径6$$mu$$m以下にならないことが課題であった。そこで、発光検出システムのI.I.と観察用カメラを、対物レンズの倍率により分解能を調整できる電子増倍型(EMCCD)カメラに置き換える改良を行った。また、発光ピーク波長が435nmのCaF:Euを、EMCCDカメラの量子効率が90%以上の542nmに最も強い発光ピークを持つようにTbを添加した透明なガラス材料(G2000: 住田光学ガラス社)に替えた。この材料の1点を狙って260-MeV Neマイクロビームを3個/秒で照射した結果、隣接する数個のピクセルでILを捕捉できた。その重心ピクセルにおける発光強度は、ノイズ強度の140倍大きいため、1個/秒のイオン照射によるILでも補足可能と判断した。また、重心ピクセルを通る線上(水平方向と垂直方向)の強度分布から得たピークの半値幅は、それぞれの方向で4.5$$mu$$mであった。これは実測に基づくビーム径とほぼ一致しており、改良された発光検出システムはシングルイオンヒットによるILを直径数$$mu$$mの位置分解能でリアルタイム検出できることがわかった。

論文

Mach-Zehnder polymer waveguides fabricated using proton beam writing

三浦 健太*; 佐藤 隆博; 石井 保行; 江夏 昌志; 桐生 弘武*; 小澤 優介*; 高野 勝昌*; 大久保 猛; 山崎 明義; 加田 渉; et al.

JAEA-Review 2012-046, JAEA Takasaki Annual Report 2011, P. 126, 2013/01

https://doi.org/10.11484/jaea-review-2012-046

In this study, a PMMA-based MZ waveguide was fabricated utilizing PBW to develop a thermo-optic switch. A 10-$$mu$$m-thick PMMA film was firstly spin-coated onto the 15 $$mu$$m SiO$$_2$$ film as the under cladding. Cores of a MZ waveguide with 8 $$mu$$m width were secondary drawn at the dose of 100 nC/mm$$^2$$ in the PMMA film using PBW with H$$^+$$ beam of the size of $$sim$$1.1 $$mu$$m and beam current of $$sim$$50 pA at 1.7 MeV. The MZ waveguide was drawn by symmetrically coupling two Y junctions and its branching angle was set to 2$$^circ$$ to reduce optical branching loss. Finally a 10-$$mu$$m-thick PMMA film was deposited again on the sample as an upper cladding by spin-coating. The mode-field diameter of near field patterns with about 10 $$mu$$m width was observed at $$lambda$$= 1.55 $$mu$$m on the basis of a fundamental mode without no higher-order modes which required to develop our objective MZ type thermo-optic switch for optical-fiber telecommunication. The result of the observation showed that the PMMA-based single-mode MZ waveguide for $$lambda$$= 1.55 $$mu$$m was successfully fabricated using PBW. As the next step to develop the optical switch, we will form a Ti thin-film heater and A$$ell$$ electrodes on the MZ waveguide using photolithography and wet-etching processes.

論文

Fabrication of Mach-Zehnder polimer waveguides by a direct-drawing technique using a focused proton beam

三浦 健太*; 佐藤 隆博; 石井 保行; 桐生 弘武*; 小澤 優介*; 江夏 昌志; 高野 勝昌*; 大久保 猛; 山崎 明義; 加田 渉; et al.

Key Engineering Materials, 534, p.158 - 161, 2013/00

https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.534.158
 被引用回数：5 パーセンタイル：89.73(Nanoscience & Nanotechnology)

We develop a thermo-optic switch of the Mach-Zehnder type polymer waveguide using proton beam writing (PBW). In this study, we succeeded in near field pattern Mach-Zehnder type single mode polymer waveguides at a wavelength of 1550 nm. The samples for the waveguides were composed with a 15-$$mu$$-thick under-cladding layer of SiO$$_2$$ deposited on a Si substrate using radio-frequency sputtering and a 10-$$mu$$m-thick PMMA film spin-coated onto the SiO$$_2$$ layer as a core layer. We wrote Mach-Zehnder type waveguides having a width of 8 $$mu$$m on the PMMA layer by PBW with a beam size of $$sim$$1 $$mu$$m and a beam current of 50 pA. After this writing, the 10-$$mu$$m-thick-PMMA layer was deposited again as an upper-cladding layer by spin-coating. In the observation of these waveguides, the light of laser of 1550-nm wavelength was injected into one side of the waveguide through a single-mode fiber. From the observation of the light emitted from the opposite side of the waveguides, near field patterns was observed using a vidicon camera with an optical microscope. The observation result demonstrated that the light traveled by single mode in the Mach-Zehnder type polymer waveguide. In the conference, we will report the development of the Mach-Zehnder type polymer waveguide in detail. In addition, the thermo-optic switch at the wavelength of 1550 nm by the Mach-Zehnder type polymer waveguide will also be briefly reported.

論文

Fabrication of Y-junction waveguides using proton beam writing

三浦 健太*; 佐藤 隆博; 石井 保行; 江夏 昌志; 上原 政人*; 桐生 弘武*; 高野 勝昌*; 大久保 猛; 山崎 明義; 加田 渉; et al.

JAEA-Review 2011-043, JAEA Takasaki Annual Report 2010, P. 126, 2012/01

https://doi.org/10.11484/jaea-review-2011-043

We develop optical waveguides using Proton Beam Writing (PBW). In this study, Y-junction PMMA film waveguides at 1.55 $$mu$$m were fabricated using PBW. First, an SiO$$_2$$ film was deposited as an under-cladding on an Si substrate using radio-frequency sputtering. After a PMMA film was spin-coated on the SiO$$_2$$ film, the sample was baked at 120 $$^{circ}$$C. The thickness of PMMA film became 10 $$mu$$m by repeating these processes twice. Next, a Y-junction waveguides with the width of 8 $$mu$$m and branching angle of 2 $$^circ$$ were drawn in the PMMA film on the condition of the dose of 100 nC/mm$$^2$$ using PBW having a 1.7 MeV proton beam with the current of 10 pA and the size of about 1 $$mu$$m. Finally, a 10-$$mu$$m thick PMMA film was deposited again on the sample as an upper-cladding layer by spin-coating. The observation of an optical microscope showed that an objective Y-junction was successfully drawn using PBW. To observe near field patterns (NFPs), the laser light of wavelength at 1.55 $$mu$$n was injected through a single-mode fiber (SMF) from one side of the edge of the waveguide cleaved both sides of the sample. The two independent NFPs were observed form each branching waveguide using a vidicon camera at the opposite side of the waveguide. The observation result of the two NFPs with an optical power intensity ratio of 1:0.98 demonstrated that the light of 1.55 $$mu$$m was divided at almost equal ratio by this Y-junction.

論文

Fabrication of polymer optical waveguides for the 1.5-$$mu$$m band using focused proton beam

三浦 健太*; 町田 裕貴*; 上原 政人*; 桐生 弘武*; 小澤 優介*; 佐々木 友之*; 花泉 修*; 佐藤 隆博; 石井 保行; 江夏 昌志; et al.

Key Engineering Materials, 497, p.147 - 150, 2012/00

https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.497.147
 被引用回数：7 パーセンタイル：95.04(Engineering, Electrical & Electronic)

Proton beam writing (PBW) is an attractive technique for next-generation micro-fabrication. We study the fabrication of optical waveguides of polymer materials using PBW. In this study, the optical waveguides of photorefractive polysilane "GLASSIA" was fabricated. The samples for the waveguides were prepared as follows; (1) An under-cladding layer of SiO$$_2$$ having a thickness of $$sim$$15 $$mu$$m was deposited on a Si substrate using radio-frequency sputtering. (2) A polysilane layer having a thickness of $$sim$$10 $$mu$$m was spin-coated onto the SiO$$_2$$ layer as a core layer. Optical waveguides were drawn by scanning a 1.7 MeV focused proton beam with $$sim$$1 $$mu$$m size and beam current of 50 pA which was produced by a submicron focused ion beam system connected with the 3 MV single-ended accelerator at JAEA. The drawing was carried out on the dose of 100, 200, 300 nC/mm$$^2$$ each. After the drawing, the sample surfaces were observed using an optical microscope and AFM. The observation result showed that the refractive index was changed and the cores of the waveguides were formed. We will report the details of above observation results in the conference. The change ratio of the refraction index will also be reported on the basis of the obtained result by inserting light ($$lambda$$ = 1.55 $$mu$$m) into the waveguide structure through a single-mode fiber.

論文

Fabrication of polymer optical waveguides for the 1.5-$$mu$$m band using focused proton beam

三浦 健太*; 町田 裕貴*; 上原 政人*; 桐生 弘武*; 小澤 優介*; 佐々木 友之*; 花泉 修*; 佐藤 隆博; 石井 保行; 江夏 昌志; et al.

Key Engineering Materials, 497, p.147 - 150, 2011/12

https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.497.147
 被引用回数：6 パーセンタイル：2.48

Single mode straight waveguides for a wavelength of 1.55-$$mu$$m were, so far, fabricated using a proton beam writing (PBW) technique. We report the fabrication of Y-junction polymer waveguides with a polymethyl methacralate (PMMA) layers as the expansion of these straight waveguides using PBW in the conference. The PMMA layers consisted of an under-cladding layer of SiO$$_2$$ having a thickness of $$sim$$ 15-$$mu$$m deposited on an Si substrate, a PMMA layer having a thickness of $$sim$$ 10-$$mu$$m spin-coated onto the SiO$$_2$$ layer and a Y-junction waveguide with a width of 8-$$mu$$m in a PMMA core layer. The Y-junction waveguides with the angle of 2$$^{circ}$$ were drawn using the 1.7 MeV proton beam with 1-$$mu$$m in diameter and a beam current of 10 pA for a dose of 100 nC/mm$$^2$$. After spin-coating the PMMA layer with $$sim$$ 10-$$mu$$m thickness as an upper cladding on the irradiated PMMA layer, the near field pattern (NFP) of an 8-$$mu$$m-width Y-junction waveguide was observed using a tunable-wavelength laser. The observation showed that the fabrication of waveguide was succeeded because its waveguide was single mode and the intensity ratio between the two outputted lights was the almost same; 1:0.96. We also briefly report the next plans of the measurement of the refractive indices of proton-irradiated PMMA and SiO$$_2$$ films and the fabrication of a thermo-optic polymer switch based on a Mach-Zehnder interferometer waveguide.

論文

Reduction of intrinsic critical current density under a magnetic field along the hard axis of a free layer in a magnetic tunnel junction

三浦 勝哉*; 菅野 量子*; 市村 雅彦*; 早川 純*; 池田 正二*; 大野 英男*; 前川 禎通

Physical Review B, 84(17), p.174434_1 - 174434_7, 2011/11

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.84.174434
 被引用回数：1 パーセンタイル：5.37(Materials Science, Multidisciplinary)

We investigated the effect of a magnetic field along a hard in-plane axis $$H$$$$_{rm hard}$$ on a current-induced magnetization switching in magnetic tunnel junctions. Our recent findings suggest that the effect of $$H$$$$_{rm hard}$$ mainly appears in the dynamic properties due to the nonconservative force of the spin-transfer torque based on the Slonczewski's model. A simple stability analysis demonstrated that the tilt of the magnetization direction away from the easy axis caused by the presence of $$H$$$$_{rm hard}$$ induces an imbalance between the spin-transfer and damping torques and that applying a current achieves the further tilted stable state. Achievement of this stable state can be interpreted as the suppression of the effect of the effective demagnetization field. Therefore the major reduction in $$J$$$$_{rm c0}$$ is due to the suppression of H$$_d^{*}$$ caused by the presence of $$H$$$$_{rm hard}$$.

口頭

Li$$_{2}$$RuO$$_{3}$$における新しい型の相転移

三浦 陽子*; 安井 幸夫*; 佐藤 正俊*; 井川 直樹; 加倉井 和久

no journal, , 

RuO$$_{6}$$八面体によって構成される二次元ハニカム格子を持つLi$$_{2}$$RuO$$_{3}$$において、およそ540Kで温度下降の際の磁化率の急激な減少と電気抵抗率の上昇を伴う相転移が発見された。この転移の機構を探るために中性子回折実験を行い、得られたデータについてRietveld解析を行った。その結果、転移温度以下では空間群${it P}$2$$_{1}$$/${it m}$であり、転移温度以上では${it C}$2/${it m}$であることが明らかになった。また、高温相ではハニカム格子にはほとんど歪みがないが、低温相では特定のRu-Ru距離が10%以上も縮む。この距離の接近はRu-Ru間の分子軌道形成によるものであると考えられる。

口頭

スピンギャップを持つ歪んだハニカム格子系Na$$_{3}$$Cu$$_{2}$$SbO$$_{6}$$の磁気励起

三浦 陽子*; 安井 幸夫*; 茂吉 武人*; 佐藤 正俊*; 加倉井 和久

no journal, , 

稜共有のCuO$$_{6}$$八面体がSbO$$_{6}$$八面体を囲むハニカム格子を形成するNa$$_{3}$$Cu$$_{2}$$SbO$$_{6}$$において、中性子磁気非弾性散乱実験を行い、観測されたsinglet-triplet励起がb-軸方向に走るスピン鎖が反強磁性-強磁性交替鎖を形成するモデルで説明できることを明らかにした。

口頭

プロトンビーム描画による波長1.5$$mu$$m帯用PMMA導波路の試作

三浦 健太*; 町田 裕貴*; 上原 政人*; 花泉 修*; 石井 保行; 佐藤 隆博; 高野 勝昌; 大久保 猛; 山崎 明義; 井上 愛知; et al.

no journal, , 

プロトンビーム描画(Proton Beam Writing: PBW)は、次世代の微細加工技術として注目されているが、PMMAへのプロトン照射による屈折率向上効果を利用することによって、光導波路形成への応用も可能である。今回われわれは、PBWを利用したPMMA導波路を提案し、8$$sim$$13$$mu$$mで、長さ10mm程度の直線導波路を6種類試作した。波長1.55$$mu$$mで伝搬長$$sim$$6mmの光を導波路に導入し導波路の状態を評価した。試作した導波路のうち幅8$$mu$$mのもので、波長1.55$$mu$$mの光伝搬(シングルモード)を確認でき、光導波路として良好であることもわかった。発表では光導波路の構造,製作方法、及び観察結果について報告する。

口頭

Fabrication of polymer optical waveguides using proton beam writing

町田 裕貴*; 上原 政人*; 三浦 健太*; 花泉 修*; 石井 保行; 佐藤 隆博; 高野 勝昌; 大久保 猛; 山崎 明義; 井上 愛知; et al.

no journal, , 

Development of a polymer optical switch using planer polymer waveguides has been recently of importance in the field of optical fiber communication in order to reduce the size of an optical switch and optical loss in a waveguide. The straight planer polymer waveguides with core sizes from 2 to 16 $$mu$$m in the interval of 2 $$mu$$m were fabricated by irradiating the PMMA films using Proton Beam Writing (PBW) with 1.7 MeV proton beam of about 1 $$mu$$m in diameter as a preliminary study. The observation of the near-field patterns using a vidicon camera showed that the straight waveguides with core sizes of 10 $$mu$$m or less worked as a single-mode waveguides of 1550 nm. We report the fabrication method of the planer polymer waveguides of irradiating straight lines using PBW in PMMA films spin-coated on a Si substrate covered with SiO$$_2$$ in the conference. The results of the fabrication of the straight polymer waveguides and the observation of near-field patterns are also explained in the symposium. In the next studies, a thermo-optic polymer switch based on a Mach-Zehnder interferometer waveguide will be fabricated after the measurements of the refractive indices of proton-irradiated PMMA films and SiO$$_2$$ layers.

口頭

プロトンビーム描画による波長1.5$$mu$$m帯用シングルモードPMMA導波路

三浦 健太*; 町田 裕貴*; 上原 政人*; 花泉 修*; 石井 保行; 佐藤 隆博; 高野 勝昌; 大久保 猛; 山崎 明義; 井上 愛知; et al.

no journal, , 

プロトンビーム描画(Proton Beam Writing: PBW)は、近年、次世代の微細加工技術として注目されているが、その一方で、新たな光導波路描画技術としても知られている。これまでにPMMAへのプロトン照射による屈折率向上効果を利用することによって、マスクレスでPMMA導波路を直接描画する試みが報告されており、可視波長(632.8nm)でシングルモードとなるチャネル導波路も試作されている。しかしながら、これまで、この手法では、光通信波長帯(波長1.5$$mu$$m帯など)での動作を目指した検討は行われていなかった。そこでわれわれは、PMMA薄膜へのPBWによる直接描画による、波長1.5$$mu$$m帯用の光導波路デバイスの実現を目指している。今回われわれは、PBWを利用したPMMA導波路として、新たに提案,試作し、長さ10mm程度の直線導波路を作製,評価したところ、波長1.55$$mu$$mの光伝搬(シングルモード)を確認できたので、報告する。

口頭

プロトンビーム描画による波長1.5$$mu$$m帯用PMMA導波路の試作,2

三浦 健太*; 町田 裕貴*; 上原 政人*; 花泉 修*; 石井 保行; 佐藤 隆博; 高野 勝昌; 大久保 猛; 山崎 明義; 井上 愛知; et al.

no journal, , 

本研究は集束プロトンビーム描画(Proton Beam Writin、PBW)を用いてPMMAの照射部の改質を行うことで、小型かつ、省出力で動作する光スイッチの製作を目的としている。これまでに、PBWを用いてPMMAの導波路を試作し、波長1.55$$mu$$mにおけるシングルモード伝搬を初めて実証した。今回コア幅を4$$sim$$16$$mu$$mの範囲で変えた複数のPMMA直線導波路を同一基板上に作製し、シングルモードとマルチモードの境界になる幅を実験から特定することによって、この導波路構造におけるシングルモード条件を明らかにしたので報告する。具体的にはコア幅を、4$$sim$$16$$mu$$mの範囲で2$$mu$$m刻み(設定値)で変えた導波路の製作と、波長1.55$$mu$$mにおける幅8$$mu$$mの導波路の近視野像(基本モード)及び幅10$$mu$$mの導波路の近視野像(高次モード)の観察結果を示す。この結果から、PMMA導波路がシングルモードとなる幅の最大値は、8$$sim$$10$$mu$$mの範囲であることがわかった。発表ではこれに加えて、これらの導波路の伝搬損失の評価やコア層の厚さの最適化に関しても言及する。

口頭

高効率なトレハロース合成をつかさどる古細菌由来の2つの酵素の立体構造解析

岡崎 伸生; 玉田 太郎; 三浦 裕*; Feese, M. D.*; 加藤 優*; 米田 俊浩*; 竹原 恭子*; 小林 和男*; 近藤 恵二*; 黒木 良太

no journal, , 

酸性,高温下で生息する古細菌には、可溶性澱粉から直接トレハロースを生成する高効率なシステムが存在する。このシステムには2つの酵素が働いており、$$alpha$$-アミラーゼファミリーに属するグリコシルトランスフェラーゼ(Glycosyltransferase; GTSase; EC 2.4.1.25)が、マルトオリゴ糖の末端2糖の分子内転移を行い、基質還元末端部位の$$alpha$$-1,4グリコシド結合を$$alpha$$,$$alpha$$-1,1結合に変換する。生成物であるマルトオリゴシルトレハロースは$$alpha$$-アミラーゼ(Glycosyltrehalose trehalohydrolase; GTHase; EC 3.3.1.1)により加水分解され、最終生成物であるトレハロースが切り出される。われわれは古細菌Sulfolobus shibatae DSM5389由来GTSase及びSulfolobus solfataricus KM1由来GTHaseを基質との複合体状態で結晶化を行い、SPring-8で測定したデータを用いて立体構造を明らかにした。

口頭

プロトンビーム描画による光導波路デバイス形成の基礎的な研究

三浦 健太*; 佐藤 隆博; 江夏 昌志; 石井 保行; 高野 勝昌; 加田 渉; 山崎 明義; 横山 彰人; 神谷 富裕; 上原 政人*; et al.

no journal, , 

高信頼性、かつ低価格の光スイッチとして、マッハツェンダー干渉計(Mach-Zehnder Interferometer: MZI)型熱光学スイッチが期待されている。本研究では有機材料のPMMAにプロトンビーム描画(Proton Beam Writing: PBW)を用いて光導波路を製作することで、このスイッチの開発を行っている。今回、Si基板の上に三層構造、すなわちSiO$$_2$$層,PMMAコア層及びPMMAクラッド層を持つ試料を製作し、これにPBWを用いて直線導波路を製作した。この直線導波路の近視野像の観察結果からシングルモードとなるコアサイズを特定した。さらにこの結果をもとに同じ三層構造の試料を用いてMZIの基本要素であるY分岐導波路を試作し、近視野像の観察から波長1.55$$mu$$mにおいてシングルモードを観察した。本研究会ではこれらの研究開発に関しての発表を行うとともに、今回の成果を発展させたMZI型光スイッチに関しても言及する。

口頭

Fabrication of PMMA film waveguides utilizing proton beam writing

三浦 健太*; 佐藤 隆博; 石井 保行; 江夏 昌志; 町田 裕貴*; 上原 政人*; 桐生 弘武*; 高野 勝昌*; 大久保 猛; 山崎 明義; et al.

no journal, , 

Mach-Zehnder interferometer (MZI) type thermo-optic switches are recently increasing the importance in the fields, such as optical fiber telecommunication and optical interconnection. The optical waveguides using planar polymers are developed as a component of MZI. On the other hand, proton beam writing (PBW), which is a direct-writing technique, has recently attracted much attention as a next generation micro-fabrication technology. In this paper, the fabrication of the optical waveguides was tried to be directly drawn using the PBW technique in a thin polymethyl methacrylate (PMMA) layer spin-coated on a Si substrate because the refractive index of PMMA was increased by proton beam irradiation. As a result of this study, we demonstrated that the straight-line and the Y-junction PMMA film waveguides were successfully fabricated using PBW from the observation of working as a first single-mode at $$lambda$$=1.55 $$mu$$m for long-haul optical fiber telecommunication systems. We will present that the fabrication results of the optical waveguides and future plans in the conference.

口頭

イオンビームを利用した光デバイス作製技術の研究開発

三浦 健太*; Umenyi, A. V.*; 花泉 修*; 佐藤 隆博; 石井 保行; 大久保 猛; 山崎 明義; 江夏 昌志; 横山 彰人; 加田 渉; et al.

no journal, , 

TIARAでのイオンビーム照射技術を、光スイッチや発光素子などの光デバイスの作製に応用する研究を行っている。この研究の中で、今回は応用波長帯の拡大を目標に、GeイオンをSiO$$_2$$基板に注入した試料を作製し、その発光特性の評価を行ったので、これらの成果を発表する。具体的には、初めに、SiO$$_2$$基板へのGeイオン注入は、400kVイオン注入装置を用い、照射エネルギー350keV,照射量1$$times$$10$$^{17}$$ions/cm$$^2$$とし、室温で行った。次に、4つの試料を窒素雰囲気中で600$$^circ$$C, 700$$^circ$$C, 800$$^circ$$C, 900$$^circ$$Cでアニールした後、さらに大気中でアニール(800$$^circ$$C)を行った。最後に、フォトルミネッセンス(PL)スペクトの励起光源としてHe-Cdレーザ(波長325nm)を使用し、モノクロメータ及びCCD検出器(-80$$^circ$$Cに電子冷却)を用いて測定を行った。PLスペクトルの測定結果、窒素中で600$$^circ$$C, 700$$^circ$$C, 800$$^circ$$Cのアニールを行った試料からは、波長400nm付近に発光ピークが確認できた。これらはGeナノ結晶による発光と考えられる。その中で、800$$^circ$$Cでアニールした試料のみ、波長500nm付近の発光バンドも確認でき、さらにアニール温度を900$$^circ$$Cに上げると、波長500nm付近にピークを持つブロードな発光スペクトルが観測された。この発光バンドとGeナノ結晶との関連性は現在調査中であるが、アニール温度によって発光波長帯を制御できる可能性があり、さまざまな色の可視発光デバイスへの応用が期待できる。

口頭

超臨界流体を用いた全アクチニド一括分離システムの開発,14; 未照射MOX燃料を用いた直接抽出試験

鍛治 直也; 紙谷 正仁; 高畠 容子; 大山 孝一; 三浦 幸子; 小山 智造; 青木 和夫*; 山田 誠也*

no journal, , 

超臨界CO$$_{2}$$を希釈剤に用いる全アクチニド一括抽出システムに関し、未照射MOX燃料を用いた一連の試験を実施した。常圧条件での試験結果に基づく考察から、超臨界条件における初期条件を設定し、さらに超臨界条件での試験結果をもとに条件を微調整することで、U/Pu/Amをほぼ同時に抽出できた。このことから、当初考察に基づく条件設定の妥当性が確認できた。また比較試験により、希釈剤をドデカンに変更してもU/Pu/Amを同時に回収できることを確認した。模擬FPを添加した試験を実施したが、PuもU/Amとともに回収でき、使用済燃料を用いた超臨界直接抽出試験においてみられたPuの残留は再現されなかった。洗浄・逆抽出試験を実施し、従来の抽出プロセスの設計手法の適用により、洗浄,逆抽出工程を設計できる見通しを得た。

口頭

Fabrication of polymer optical waveguides for the 1.5-$$mu$$m band using proton beam writing

三浦 健太*; 佐藤 隆博; 石井 保行; 江夏 昌志; 高野 勝昌*; 大久保 猛; 山崎 明義; 加田 渉; 横山 彰人; 神谷 富裕; et al.

no journal, , 

In this work, Mach-Zehnder (MZ) type waveguides of PMMA and photorefractive polysilane were fabricated using proton beam writing (PBW) in order to construct thermo-optic switches. Especially, the waveguides of photorefractive polysilane were fabricated to search a better optical material for the MZ type waveguides. We drew optical waveguides in PMMA and photorefractive polysilane films at a total dose of 100 nC/mm$$^2$$ using 1.7 MeV H$$^+$$ beam focused to about 1 $$mu$$m. In this drawing, a core width and a branching angle were set to 8 $$mu$$m and 2$$^circ$$ to work as single-mode waveguide and to reduce a branching loss of light, respectively. The optical transmission with single mode was observed from the two MZ type waveguides of PMMA and photorefractive polysilane films in its experiments. This observation demonstrated that the fabrication of the optical waveguides was succeeded in PMMA and photorefractive polysilane films. In the conference, the fabrication of the MZ type waveguides and the observation results of optical transmission will be presented in detail.

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