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古株 弘樹*; Yoon, S.*; Lee, H.*; 中嶋 薫*; 松田 誠; 左高 正雄*; 辻本 将彦*; Toulemonde, M.*; 木村 健二*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 460, p.34 - 37, 2019/12
被引用回数：0 パーセンタイル：0.02(Instruments & Instrumentation)Gold and platinum nanoparticles of few-nm size were deposited on amorphous silicon nitride (a-SiN) films. These samples were irradiated with 380 MeV Au ions at grazing incident angles (
=2
-5) to a fluence of ~1
10
ions/cm
. The irradiated samples were observed using transmission electron microscopy (TEM). Ion tracks were clearly observed as long bright lines. Nanoparticles were found to be desorbed from long and narrow regions along the ion tracks. The surface temperature at the thermal spike produced by the ion impact was evaluated from the observed nanoparticle desorption. The observed temperature distribution is qualitatively explained by a one-dimensional two temperature model (1D-TTM) although there are some discrepancies which may be attributed to the surface effects which are not taken into account in 1D-TTM.
ions椎名 陽子*; 木下 亮*; 舟田 周平*; 松田 誠; 今井 誠*; 川面 澄*; 左高 正雄*; 笹 公和*; 冨田 成夫*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 460, p.30 - 33, 2019/12
被引用回数：2 パーセンタイル：23.19(Instruments & Instrumentation)We measured the yield of Auger electrons emitted through Coster-Kronig transitions from Rydberg states 1s2p(
P)nl (n = 7, 8) and 1s2p(P)nl (n = 5, 6, 7) of emergent atomic ions C
under irradiation of 3.5-MeV/ atom C and C ions on thin C foil targets. The Auger electron yields are suppressed for C irradiation compared with C irradiation and the relative yield becomes larger as n increases. Thus, amount of scattered electrons having lower relative energy in the projectile rest frame becomes larger. The results obtained in this study support the influence of projectile velocity on the cluster effect of secondary electron yields.
松崎 勝太*; 林 宏明*; 中嶋 薫*; 松田 誠; 左高 正雄*; 辻本 将彦*; Toulemonde, M.*; 木村 健二*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 406(Part B), p.456 - 459, 2017/09
被引用回数：4 パーセンタイル：37.06(Instruments & Instrumentation)Few-nm sized gold, platinum and palladium nanoparticles were deposited on amorphous silicon nitride films. These films were irradiated with 420 MeV Au and 100 MeV Xe ions. Temperature distributions of thermal spikes produced by these ions were evaluated by observing desorption of the nanoparticles from the target surfaces upon ion impact. It was found that the temperature of the thermal spike produced by 420 MeV Au is higher than 100 MeV Xe. The observed temperature of the thermal spike at the entrance surface is slightly lower than that at the exit surface both for 420 MeV Au and 100 MeV Xe ions. These results can be well explained by the inelastic thermal spike model.
松波 紀明*; Ito, M.*; Kato, M.*; 岡安 悟; 左高 正雄*; 垣内田 洋*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 365(Part A), p.191 - 195, 2015/12
被引用回数：6 パーセンタイル：45.92(Instruments & Instrumentation)マンガンを6%添加した酸化亜鉛薄膜を室温で100MeVキセノンイオンで照射し、X線回折(XRD)による原子構造や光学吸収,電気抵抗,磁化率測定といった物性にどのような変化が現れるか調べた。XRDの強度は照射量510
cm
まで単調に減少し、未照射試料の1/50になった。バンドギャップはほとんど変化しないが(
0.02eV)、電気抵抗は4桁減少した。電気抵抗の変化でいえば、低エネルギーイオン照射(100keVネオンまたは窒素)に比べ変化の度合いが大きい。磁化率(
)の温度依存性はキュリー則に従い = 
+ C/Tとなり常磁性を示す。キュリー定数Cは照射によって照射量10
cmで未照射の値(C
=0.012emu cm
K)の半分まで減少した。
中嶋 薫*; 北山 巧*; 林 宏明*; 松田 誠; 左高 正雄*; 辻本 将彦*; Toulemonde, M.*; Bouffard, S.*; 木村 健二*
Scientific Reports (Internet), 5, p.13363_1 - 13363_8, 2015/08
被引用回数：5 パーセンタイル：41.15(Multidisciplinary Sciences)Irradiation of materials with either swift heavy ions or slow highly charged ions leads to ultrafast heating on a timescale of several picosecond in a region of several nanometer. This ultrafast local heating result in formation of nanostructures, which provide a number of potential applications in nanotechnologies. These nanostructures are believed to be formed when the local temperature rises beyond the melting or boiling point of the material. Conventional techniques, however, are not applicable to measure temperature in such a localized region in a short time period. Here, we propose a novel method for tracing temperature in a nanometer region in a picosecond time period by utilizing desorption of gold nanoparticles around the ion impact position. The feasibility is examined by comparing with the temperature evolution predicted by a theoretical model.
impacts北山 巧*; 中嶋 薫*; 鈴木 基史*; 鳴海 一雅; 齋藤 勇一; 松田 誠; 左高 正雄*; 辻本 将彦*; 磯田 正二*; 木村 健二*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 354, p.183 - 186, 2015/07
被引用回数：2 パーセンタイル：17.57(Instruments & Instrumentation)According to an inelastic-thermal-spike (i-TS) model, which is regarded as the most promising among several models proposed to explain the formation of an ion track, a part of the energy deposited to electrons in a solid by a swift heavy ion is gradually transferred to target atoms via electron-phonon coupling. The temperature of target atoms rises along the ion path and consequently an ion track is formed when the temperature exceeds the melting point. Therefore, the temperature of target atoms along the ion path is regarded as a key parameter for the i-TS model; however, such a spatiotemporally-localized temperature is difficult to measure because the processes involved occur in a very short period ( 10
s) and in a very localized area. In this study, the temperature of target atoms along the ion path is estimated experimentally with transmission-electron-microscope (TEM) observation of desorption of Au nanoclusters (the melting point 
1300 K) on an amorphous Si
N
thin film under 1.1-MeV C-ion irradiation to the fluence of 510 ions/cm. TEM images show that Au nanoclusters, deposited at the areal density of 1.1610 particles/cm, disappear in a surface area with a diameter of 20 nm around each ion track, whose diameter is 4 nm, after irradiation. This indicates that the temperature at the film surface rises locally to at least 1300 K by the ion bombardment.
今井 誠*; 左高 正雄*; 松田 誠; 岡安 悟; 川面 澄*; 高廣 克己*; 小牧 研一郎*; 柴田 裕実*; 西尾 勝久
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 354, p.172 - 176, 2015/07
被引用回数：14 パーセンタイル：75.5(Instruments & Instrumentation)炭素薄膜通過後の2.0MeV/uの炭素イオンについて平衡状態および非平衡状態の両方の電荷分布を実験的に調べた。測定された電荷状態分布は、10
g/cmの標的厚さで平衡に達し、これは98g/cmの最大標的厚さまで変化しなかった。平衡電荷分布、平衡平均電荷、および平衡分布の幅と傾きを、ETACHAコードを含むシミュレーション結果だけでなく、既存の半経験式を用いた予測と比較した。C
, C
, C
入射イオンの電荷分布, 平均電荷状態および分布幅は、平衡前の領域で5.7g/cmの標的厚さで準平衡値に合流し、そして同じ速度での硫黄イオンで既に示されているように、C
およびC
イオンを含む全ての初期荷電状態についての真の平衡値に到達している。ETACHAと単一電子移動のみを考慮したレート方程式の2種類のシミュレーションを使用することで、測定された電荷状態の変化を定性的に再現した。準平衡な挙動はETACHAコードで再現できるが、初歩的なレート方程式では再現できない。
O induced by swift heavy ion irradiation大久保 成彰; 石川 法人; 左高 正雄; 實川 資朗
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 314, p.208 - 210, 2013/11
被引用回数：22 パーセンタイル：83.85(Instruments & Instrumentation)高エネルギーキセノンイオン(70-160MeV)を照射した単結晶アルミナ試料における微細組織変化を透過型電子顕微鏡(TEM)により調べた。その結果、2.010 ions/cm以上の照射線量で、表面から約800nm付近まで非晶質化していることが明らかになった。また、照射線量による非晶質化の過程をX線回折により調べ、TEMの結果と比較した。TEMにより、非晶質と単結晶領域の境界に、明瞭かつ複数のイオントラック(高エネルギーイオンが通過した飛跡)がイオン入射方向と平行に観察された。イオントラックの数密度及びサイズ(径)は、入射表面からの深さとともに減少していくと考えられる。これは、非晶質化がイオントラック(非晶質か否かまだ明らかになってないが)の重畳により生じていることを示している。また、非晶質化の深さが、同程度の電子的エネルギー付与を受けた多結晶アルミナに比べて、約半分であった。これは、電子的なエネルギー付与に起因する非晶質化等の構造変化の及ぼす範囲には、平均自由行程が存在することを示唆している。
松田 誠; 遊津 拓洋; 左高 正雄; 岩瀬 彰宏*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 314, p.43 - 46, 2013/11
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Instruments & Instrumentation)1台の大型静電加速器により異なる2種類のイオンビームを同時に加速し、標的の同一箇所に照射するデュアルビームシステムを開発した。デュアルビームの加速には、高電圧端子内にECRイオン源を搭載した20MVのタンデム加速器を用いる。ECRイオン源で複数の元素の多価イオンを同時に生成し、質量電荷比の同じイオンを引き出し加速することで、デュアルビーム照射を実現する。このデュアルビームシステムを用いて、165MeVの
Xe
イオンと15MeVのCイオンとを同時照射することで、XeイオンによるBi-AlO標的の重イオン照射効果を、Cイオンをプローブにしたラザフォード後方散乱分析法によりリアルタイムに測定することに成功した。
irradiated with heavy ions in the energy range of 1MeV/u石川 法人; 園田 健*; 澤部 孝史*; 須貝 宏行*; 左高 正雄*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 314, p.180 - 184, 2013/11
被引用回数：20 パーセンタイル：82.62(Instruments & Instrumentation)UO中の高エネルギー核分裂片の通過に伴う照射損傷形態を予測するために、イオン加速器を利用した照射実験及び損傷寸法解析を行った。具体的には、イオントラックと呼ばれるイオンの軌跡に沿って形成される柱状の欠陥領域の寸法が、電子的阻止能(入射イオンからターゲットの電子系に伝達されるエネルギー密度)に対してどのように依存するかを解析した。これまで、10MeV/u程度の高いエネルギー領域のイオンが形成するイオントラックの寸法データは存在したが、核分裂片エネルギーに相当する約1MeV/uのエネルギー領域でのイオントラック寸法のデータは存在しなかった。そこで、本研究では、約1MeV/uのエネルギー領域で系統的なイオン照射実験を行い、透過型電子顕微鏡観察によって数nmオーダーのイオントラック寸法のデータを取得することができた。また、既存の理論モデルである熱スパイクモデル(イオンの通過による融解を想定したモデル)から予測される寸法より、明らかに小さいことがわかった。従来のモデルで想定してこなかった(融解直後の)再結晶化プロセスを考慮することで、従来モデルをUOにも拡張できる可能性を指摘した。
松田 誠; 遊津 拓洋; 左高 正雄; 岩瀬 彰宏*
第25回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.94 - 97, 2012/07
2種類のイオンビームを1台の静電加速器で同時に加速し、両ビームを標的の同一箇所に照射することのできるデュアルビームシステムを開発した。東海タンデム加速器は、高電圧端子内にECRイオン源を搭載したことで、質量電荷比(
)の等しいイオンを同時に生成し加速することが可能である。XeイオンとCイオンを用いて加速試験を行った結果、のわずかな差により、照射位置で2mmほどビームが分離することが判明した。この分離を解消するために、ビームスキャナーを用いて両ビームが均一に混ざる部分を標的に照射するシステムを開発した。このデュアルビームシステムを用いて、165MeVのXeイオンと15MeVのCイオンとを同時照射することで、XeイオンによるBi-AlO標的の重イオン照射効果を、Cイオンをプローブにしたラザフォード後方散乱分析法によりリアルタイムに測定することに成功した。
松田 誠; 遊津 拓洋; 左高 正雄; 花島 進; 中村 暢彦; 株本 裕史; 沓掛 健一
第23回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.65 - 68, 2011/07
原子力機構-東海タンデム加速器では、加速されるイオンビームの利用分野拡大のため、大型静電加速器の特徴を活かした加速器開発を行っている。1番目にはどのような質量のイオンであっても加速できるという静電加速器の特徴を活かし、高電圧端子内イオン源からのクラスタービームの加速計画を進めている。荷電変換を必要としないシングルエンド加速であり、最大18MV程度の加速電圧となるので、高エネルギー,高強度のクラスタービームが得られると考えている。2番目にスケーリング法を用いたイオンビームの加速技術の開発を行っている。オペレータの調整したパイロットビーム加速時の光学機器のパラメータをもとに、簡単なスケーリング計算により各光学機器のパラメータを一括して自動設定することで、ビームエネルギーや加速イオン種の迅速な切り替えを行うものである。3番目に比較的低エネルギーの重イオンビームを用いて、RBS法による元素分析や、
N, 
Fビームによる水素分析(NRA)などのイオンビーム分析技術の開発を行っている。最後にRI・核燃料標的等の利用可能な新照射室の整備を平成23年度に行う。
松波 紀明*; 福島 純一*; 左高 正雄; 岡安 悟; 須貝 宏行; 垣内田 洋*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 268(19), p.3071 - 3075, 2010/10
被引用回数：13 パーセンタイル：65.22(Instruments & Instrumentation)原子力科学研究所タンデム加速器からの高エネルギー重イオン照射に特徴的に起こる固体中の電子励起過程を用いて、太陽電池電極の電極材などに用いられる透明半導体であるインジウム(In)ドープのZnOの照射改質の研究を行った。その結果Ne, Xeイオン照射によるイオン照射による伝導度の増加を見いだした。また、これはイオン照射に伴う固体中の電子励起効果により、ZnサイトをInが置換した結果であることを解明した。
松波 紀明*; 左高 正雄*; 岡安 悟; 垣内田 洋*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 268(19), p.3167 - 3170, 2010/10
被引用回数：13 パーセンタイル：65.22(Instruments & Instrumentation)多結晶WO薄膜(バンドギャップ3eV)へのイオン照射による電気特性および原子構造変化を調べた。WO薄膜はMgO基盤上のタングステン薄膜やタングステンシートを酸化することで準備した。90MeV Niイオンを310cm照射することで薄膜のディスオーダーまたは亜非晶質化を見いだした。このとき結晶格子は1.5%広がり、バンドギャップも0.2eV増大した。また光学吸収測定でも1.6m近傍になだらかな吸収ピークが現れた。高エネルギーイオンによる平衡電荷での電子励起によるスパッタ收率は10
にのぼる一方、イオンインパクトでの非平衡電荷(90MeV Ni
)でのスパッタ收率は、平衡電荷(89MeV Ni
)の1/5にとどまった。
松田 誠; 左高 正雄; 月橋 芳廣; 花島 進; 阿部 信市; 長 明彦; 石崎 暢洋; 仲野谷 孝充; 株本 裕史; 中村 暢彦; et al.
JAEA-Conf 2008-012, p.39 - 43, 2009/03
2007年度のタンデム加速器の利用運転日数は86日(約2000時間)で、加速されたイオン種は17元素(23核種)である。加速器の高経年化対策として約5か月の長期整備期間を設け、ターミナルの180偏向電磁石のコイルを更新し、断熱や電磁シールドの強化を図った。同時にターミナルビームラインの再アライメント、10GHzから14.5GHzへのターミナルECRイオン源の更新も行った。再アライメントの結果、ターミナル部のビーム通過率が非常によくなり、得られるビーム強度はこれまでの23倍となった。また懸案であった3Aの水素ビーム加速も可能となった。更新したターミナルイオン源は安定に動作し、キセノンイオンにおいて当施設の最高エネルギーである375MeVに達した。RF系を増強することで、10倍程度にビーム強度が増強される見通しを得た。短寿命核加速実験装置ではウランの核分裂片である
In(T
=6s), 
Ba(T=14s)が10ppsの強度で得られ、物理実験に利用された。研究会では2007年度の加速器の運転・利用状況及び整備開発状況について報告する。
LiJeong, S.-C.*; 片山 一郎*; 川上 宏金*; 渡辺 裕*; 石山 博恒*; 今井 伸明*; 平山 賀一*; 宮武 宇也; 左高 正雄; 須貝 宏行; et al.
Japanese Journal of Applied Physics, 47(8), p.6413 - 6415, 2008/08
被引用回数：5 パーセンタイル：22.74(Physics, Applied)非破壊的方法によるリチウムイオン伝導体中でのオンライン拡散計測法を確立した。トレーサーとして、短寿命核Liのパルスビームを用い、LiGa中に注入した。インプラントされたLiからの
粒子放出強度の時間依存性を調べることで精度の高いリチウムイオンの拡散測定が行える。今回の測定によりLiGaのリチウム欠乏
相中でのリチウム空孔の秩序化を、拡散係数の変化から初めて見いだすことができた。
園田 健*; 木下 幹康*; 石川 法人; 左高 正雄; 知見 康弘; 大久保 成彰; 岩瀬 彰宏*; 安永 和史*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 266(12-13), p.2882 - 2886, 2008/06
被引用回数：31 パーセンタイル：86.96(Instruments & Instrumentation)高エネルギーイオン照射したCeOのイオントラック構造とその蓄積の効果を電子顕微鏡観察の手段を使って調べた。特に、FIB(集束イオンビーム:Focused Ion Beam)を用いることによって、照射方向の微細組織の深さ依存性について調べることができた。その結果、電子系に伝達されるエネルギー密度が、閾値16keV/nm以上のときにのみイオントラックが観測されることがわかった。また、高照射量領域でのイオントラックの蓄積が、照射表面の面粗度の上昇に寄与していることがわかった。
松波 紀明*; 左高 正雄; 岡安 悟; 石川 法人; 田沢 真人*; 垣内田 洋*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 266(12-13), p.2986 - 2989, 2008/06
被引用回数：8 パーセンタイル：50.37(Instruments & Instrumentation)100MeV Xeイオン照射したCuO薄膜において、X線回折強度が減少する挙動を解析した。光学特性測定においては、照射によるバンドギャップの変化が検知されなかった。CuOにおいてはアモルファス化を起こさずに乱れが導入されることがわかった。
松田 誠; 左高 正雄; 竹内 末広; 月橋 芳廣; 花島 進; 阿部 信市; 長 明彦; 石崎 暢洋; 田山 豪一; 仲野谷 孝充; et al.
JAEA-Conf 2008-005, p.42 - 45, 2008/03
2006年度のタンデム加速器の利用運転日数は201日であった。最高加速電圧は18MVを維持し、利用されたイオン種は19元素(26核種)であった。昨年度、発生した故障事例として、加速器の入射ビームラインでビーム形状が変動する現象が発生した。原因は静電四重極レンズの電極コネクタの接触不良であった。一般に開放端の電極の接続状況を確認することは難しいが、われわれは静電容量結合法による診断で接続異常箇所の特定を行った。この手法はほかの静電光学要素に適用できる技術である。ほかにターミナル電圧が不安定となる事象が発生した。チャージング電流が通常の6割程度しか流れていないため、タンクを開放してチャージング系の総点検を行った。その結果、抵抗の破損とケーブルの製作及び取付不良が確認され、修理を行った。研究会では昨年度の加速器の運転・利用状況及び整備・開発状況について発表する。
Li short-lived radiotracer in Li ionic conductors of NaTl-type intermetallic compounds須貝 宏行; 左高 正雄; 岡安 悟; 市川 進一; 西尾 勝久; 光岡 真一; 仲野谷 孝充; 長 明彦; 佐藤 哲也; 橋本 尚志; et al.
Defect and Diffusion Forum, 273-276, p.667 - 672, 2008/00
A non-destructive and on-line diffusion tracing in Li ionic conductors has been successfully conducted by using the short-lived -emitting radiotracer of Li. The radiotracers produced as an energetic and pulsed ion beam are implanted into the Li ionic conductor of NaTl-type intermetallic compounds (-LiAl, -LiGa, and -LiIn). The -particles survived on their passage from the position emitted by the diffusing Li to the surface of the specimen are measured as a function of time. The diffusion coefficients of Li obtained for the NaTl-type intermetallic compounds with different Li compositions are quantitatively discussed in terms of the interaction between the structural defects in the specimen and Li.
