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論文

XPS and optical absorption studies on $$alpha$$-Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ and MgO single crystals implanted with Cr, Cu and Kr ions

二神 常爾*; 青木 康; 依田 修; 永井 士郎

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 88, p.261 - 266, 1994/00

https://doi.org/10.1016/0168-583X(94)95322-8
 被引用回数：19 パーセンタイル：82.24(Instruments & Instrumentation)

$$alpha$$-Al$$_{2}$$O$$_{3}$$及びMgOにCu,Crをイオン注入し、金属元素の荷電状態をXPSにより調べた。イオン注入量が小さい場合金属元素は陽イオン(Cr$$^{3+}$$,Cu$$^{2+}$$)として捕捉された。一方で、注入量が大きくなると、0価(Cr$$^{0}$$,Cu$$^{0}$$)で捕捉される原子の割合が増大した。Perezらにより提唱された統計モデルによりCrに関する実験結果を解釈した。その結果、$$alpha$$-Al$$_{2}$$O$$_{3}$$中では孤立したCr原子及びダイマーの一部が3価として捕捉されることが分った。MgO中のCrについては、孤立した原子、ダイマー、トリマーが3価として捕捉される。より高次元のポリマーは0価として捕捉される。イオン注入試料(MgO)の光吸収スペクトル(可視域)を調べたところ、F(F$$^{+}$$)中心、F$$_{2}$$中心、V$$^{-}$$中心などの存在が確認された。Cr,Cuを注入した試料中でKrイオンを注入した試料よりも、これらの格子欠陥は効率的につくられる。これらの格子欠陥はCr,Cuのトラッピングサイトと関係あるに違いない。

論文

XPS studies on the charge states of Cr and Cu atoms implanted into $$alpha$$-Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ and MgO single crystals

二神 常爾*; 青木 康; 依田 修; 永井 士郎; D.M.Rueck*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 80-81, p.1168 - 1170, 1993/00

https://doi.org/10.1016/0168-583X(93)90757-W
 被引用回数：3 パーセンタイル：43.05(Instruments & Instrumentation)

$$alpha$$-アルミナおよび酸化マグネシウムの単結晶に200keVおよび300keVのCr$$^{+}$$あるいはCu$$^{+}$$を注入してXPSスペクトルを測定した。スペクトルの深さ分布の解析から、Cr$$^{0}$$の濃度は注入Cr原子の濃度と共に増加するのに対し、Cr$$^{3+}$$の濃度は注入Cr原子の濃度が高くなると飽和することを見出した。このCr$$^{3+}$$濃度の飽和は、$$alpha$$-アルミナ中では濃度比Cr/Alが0.05以上で、一方酸化マグネシウム中では濃度比Cr/Mgが0.30以上で起り、したがってCr$$^{3+}$$は酸化マグネシウム中でより安定に捕捉されることを示した。Cu$$^{2+}$$の存在は酸化マグネシウム中でのみ検出され、Cu$$^{2+}$$/(Cu$$^{0}$$+Cu$$^{+}$$)の濃度比は注入Cu原子の濃度と共に減少した。

論文

MgO及びAl$$_{2}$$O$$_{3}$$にイオン注入されたCrの荷電状態

二神 常爾*; 永井 士郎

日本学術振興会マイクロビームアナリシス第141委員会第73回研究会資料,No. 849, p.7 - 12, 1992/00

イオン注入された元素のターゲット内でのトラッピング・サイトを調べるために、MgO及び$$alpha$$-Al$$_{2}$$O$$_{3}$$の単結晶にCrイオンを注入して、その荷電状態をXPSにより調べた。その結果、Crは0価または3価として安定に存在することが分った。Cr$$^{3+}$$とCr$$^{0}$$の割合はCrの全濃度によって決められる。Crの全濃度とともにCr$$^{3+}$$の割合は減少しCr$$^{0}$$の割合は増大する。また、Al$$_{2}$$O$$_{3}$$中ではCr$$^{3+}$$の濃度とともにAl$$^{0}$$の濃度が増大した。これは注入したCrとAlの間で荷電の置換が起きていることを意味する。Cr$$^{3+}$$はAl格子位置を占めていると考えられる。一方で、MgO中のCr$$^{3+}$$の濃度はAl$$_{2}$$O$$_{3}$$中の濃度よりも大きい。MgO中のCr$$^{3+}$$は格子欠陥を伴って存在すると考えられる。光吸収スペクトルの測定からMgO中でF(F$$^{+}$$)中心、V$$^{-}$$中心、F$$_{2}$$中心が形成されていることが示された。これらの欠陥がCr$$^{3+}$$と結合しているか否かは、現在のところ定かではない。

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