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論文

Damage evolution in TiC crystals during hydrogen and helium dual-ion beam irradiation

北條 喜一; 大津 仁*; 古野 茂実*; 出井 数彦*; 櫛田 浩平; 笹島 尚彦*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 148(1-4), p.720 - 725, 1999/00

 被引用回数:4 パーセンタイル:60.59(Instruments & Instrumentation)

TiCの照射損傷機構を明らかにするため、水素とヘリウムをそれぞれ単独に又は同時に照射し、その損傷過程を電子顕微鏡内で連続観察した。その結果、室温から高温(1423K)までどの温度領域でも非晶質化は観察されなかった。この実験からTiCが照射損傷に対して非常に安定であることが示された。

論文

Radiation effects on Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ irradiated with H$$_{2+}$$ ions

古野 茂実*; 笹島 直彦*; 北條 喜一; 出井 数彦*; 大津 仁*; 松井 恒雄*

Journal of Nuclear Materials, 258-263, p.1817 - 1821, 1998/00

 被引用回数:5 パーセンタイル:54.19(Materials Science, Multidisciplinary)

アルミナに対する水素イオン照射効果を電子顕微鏡その場観察によって調べた。イオンは5$$times$$10$$^{13}$$H$$_{2+}$$/cm$$^{2}$$・sの15keV H$$_{2+}$$イオン、照射温度は室温、400$$^{circ}$$C、650$$^{circ}$$C、800$$^{circ}$$Cであった。この結果、照射効果により損傷挙動に著しい相違が現れることを明らかにした。400$$^{circ}$$C以下の温度では、まずループが形成され、その後にバブルが形成された。一方650$$^{circ}$$C以上の温度では、ループとバブルは同時に形成され、しかもバブルはループの面内に優先的に形成されるという特異な形成挙動を明らかにした。

論文

EELS analysis of SiC crystals under hydrogen and helium dual-ion beam irradiation

北條 喜一; 大津 仁*; 古野 茂実; 櫛田 浩平; 出井 数彦*; 笹島 尚彦*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 141(1-4), p.148 - 153, 1998/00

 被引用回数:29 パーセンタイル:10.3(Instruments & Instrumentation)

水素とヘリウムイオンをSiC結晶に照射し、その構造変化を400keV電顕でその場観察した。その結果、室温照射では損傷量が約1dpaで完全に非晶化した。また、電顕付設の透過電子エネルギー損失分光装置をもちいて、それぞれの照射量におけるプラズモン損失量を測定した結果、そのピークが低エネルギー側に約1.2eVシフトすることを見出した。

論文

Isotope effect between hydrogen and deuterium ion irradiation on titanium carbide (TiC) at low temperature

北條 喜一; 古野 茂実; 大津 仁*; 出井 数彦*; 笹嶋 尚彦*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, 127-128, p.203 - 207, 1997/00

低速イオン照射にともなうTiC結晶の構造変化とその電子状態を電界放出型電子顕微鏡と透過電子エネルギー損失分光装置(EELS)を用いて観察・測定した。その結果、18Kにおける水素照射で非晶質相の形成を観察した。又、EELSによる測定からTiC結晶のプラズモン損失ピークが0.6eV低エネルギー側にシフトすることを初めて見い出した。この変化は重水素照射では観察・測定できなかった。又、非晶質相の再結晶化温度を測定した結果、約1173Kであることを明らかにした。

論文

Ion irradiation and annealing effects in Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ and MgAl$$_{2}$$O$$_{4}$$

古野 茂実; 笹島 尚彦*; 北條 喜一; 出井 数彦*; 大津 仁*; 松井 恒雄*; 室村 忠純

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 127-128, p.181 - 185, 1997/00

 被引用回数:24 パーセンタイル:14.01(Instruments & Instrumentation)

岩石型プルトニウム燃料の核分裂片や$$gamma$$線による損傷及び熱的安定性を調べるため、候補母材であるアルミナとスピネルを対象に、キセノンやヘリウムイオン照射を行った。さらに照射後、焼鈍を行った。照射によって、バブル形成、非晶質化等が起り、これらによって、材料のスエリング率は0.1%のオーダであった。焼鈍では、アルミナは1000$$^{circ}$$Cから、スピネルは900$$^{circ}$$Cから、バブル成長やブリスタリングが起った。この結果、アルミナがスピネルより、いくぶん高温での安定性に優れていることが判った。

論文

In situ observation of damage evolution in TiC during hydrogen and deuterium ion irradiation at low temperatures

北條 喜一; 大津 仁*; 古野 茂実; 笹島 尚彦*; 出井 数彦*

Journal of Nuclear Materials, 239(1-3), p.279 - 283, 1996/00

 被引用回数:14 パーセンタイル:24.2(Materials Science, Multidisciplinary)

TiCは低温(~20K)照射において非晶質化し難い物質であるが、水素イオン照射では非晶質化が起る。これは水素とTiやCとの化学結合が再結晶化を妨げているためと考えられる。一方、重水素イオン照射では非晶質化は起こらない。これはトンネル効果による化学反応のし易さが水素と重水素とでは10~100倍異なり、この効果が極低温で現れたものと推論した。

論文

Radiation effects in Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ single crystals irradiated with He and Xe ions at room temperature

北條 喜一; 古野 茂実; 出井 数彦*; 笹島 尚彦*; 大津 仁*; 松井 恒雄*; 室村 忠純

Microstructures and Functions of Materials (ICMFM 96), 0, p.269 - 272, 1996/00

Pu岩石型燃料開発に必要なデータを取得するために、候補母材の一つであるアルミナを対象に、HeおよびXeイオン照射効果を電顕その場観察で調べた。He照射ではバブルが形成され、Xe照射では非晶質化が起こることを明らかにした。またバブル形成によるスエリングを評価し、0.1%になることを示した。

論文

In situ EELS and TEM observation of silicon carbide irradiated with helium ions at low temperature and successively annealed

北條 喜一; 古野 茂実; 櫛田 浩平; 大津 仁*; 古谷 吉男*; 出井 数彦*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 116, p.382 - 388, 1996/00

 被引用回数:28 パーセンタイル:9.69(Instruments & Instrumentation)

イオン照射型・電界放射電子銃付電子顕微鏡付設透過電子エネルギー分光器を用いて、水素及びヘリウムイオンをSiCに連続照射し、その構造と電子状態の変化を観察、測定した。その結果、室温照射では損傷量が約1dpaで非晶質化し、プラズモン損失ピークが低エネルギー側(22.7eV$$rightarrow$$19.5eV)にシフトすることを明らかにした。さらに、800$$^{circ}$$C以上の試料温度で照射した場合は構造及び電子状態になんら変化がないことが明らかになった。

論文

In situ TEM study of radiation effect of spinel (MgAl$$_{2}$$O$$_{4}$$) during helium- and xenon-ion irradiations

笹島 尚彦*; 松井 恒雄*; 古野 茂実; 北條 喜一; 大津 仁*; 室村 忠純; 出井 数彦*

Proc. of Int. Conf. on Microstructures and Functions of Materials (ICMFM 96), 0, p.265 - 268, 1996/00

Pu岩石型燃料の核分裂片および$$alpha$$粒子による損傷挙動を調べるために、候補母材の一つであるスピネルを対象にHeおよびXeイオン照射を行い、損傷挙動をその場観察で調べた。照射により、バブルが形成され、また非晶質化が生じることを明らかにした。さらにバブル形成によるスエリングを評価し、0.06~0.3%になることを示した。

論文

In-situ EELS and TEM observation of Al implanted with nitrogen ions

北條 喜一; 古野 茂実; 塚本 哲生*; 櫛田 浩平; 大津 仁; 出井 数彦*

Microsc. Microanal. Microstruct., 6, p.141 - 147, 1995/02

 被引用回数:2 パーセンタイル:76.22(Microscopy)

室温でのチッ素イオン照射にともなう窒化アルミニウム(AlN)の生成過程を透過型電顕(TEM)と透過電子エネルギー損失分光法(EELS)により、その場観察及び同一場所でのEELS測定を行った。アルミニウム膜は真空蒸着法(約1000$AA$厚)をもちいて作製した。又、イオン照射は電顕付設のイオン照射装置を用いて行った。照射条件はN$$_{2+}$$、30kV、イオン束2$$times$$10$$^{18}$$(N$$^{+}$$)/m$$^{2}$$・S、室温で行った。その結果、AlN薄膜はWurtzit型HCP構造をしていることがわかった。さらに、Nの内殻スペクトルは約400eV(低照射)から396.4eV(高照射)に変化することを明らかにした。

論文

イオン照射欠陥の「その場」観察

北條 喜一; 古野 茂実; 大津 仁; 出井 数彦*

電子顕微鏡, 29(1), p.26 - 34, 1994/00

旧化学部・固体化学研究室及び材料研究部放射線物性研究室で行なわれてきたイオン照射欠陥のその場観察により得られた成果をまとめて報告したものである。

論文

In-situ observation of damage evolution in TiC crystals during helium ion irradiation

北條 喜一; 大津 仁; 古野 茂実; 出井 数彦*; 塚本 哲生*

Journal of Nuclear Materials, 212-215, p.281 - 286, 1994/00

 被引用回数:15 パーセンタイル:21.78(Materials Science, Multidisciplinary)

TiC結晶にヘリウムイオンを照射し形成された照射欠陥形成挙動を100Kから1500Kの試料温度範囲でその場観察した。イオン照射は400kV電顕付設のイオン加速器を用いて、加速電圧20kVのヘリウムイオン(2.5$$times$$10$$^{14}$$/cm$$^{2}$$・s)で行った。その結果、100Kから1300Kまでの温度範囲では、ヘリウムバブルは数nm以上成長しないことを明らかにした。又、100KでもTiC結晶は非晶質相が形成しないことを示した。さらに、焼鈍実験の結果、多量のヘリウムがTiC中に蓄積していることも明らかにできた。バブル成長は1400K前後で始まり、1500K以上で促進することも明らかにできた。

論文

In-situ observation of the damage evolution in $$beta$$-SiC crystals during helium and hydrogen dual-ion irradiations

北條 喜一; 古野 茂実; 櫛田 浩平; 大津 仁; 出井 数彦*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 91, p.534 - 539, 1994/00

 被引用回数:5 パーセンタイル:45.63(Instruments & Instrumentation)

水素とヘリウムイオンを$$beta$$-SiC結晶に照射し、その構造変化を400kV電顕でその場観察した。その結果、水素、ヘリウムイオン照射とも、$$alpha$$-SiC結晶に比較して非晶質化に必要な損傷量が約半分の0.4dpaであることがわかった。又、バブルの発生・成長は、$$alpha$$-SiC結晶に比較して早く、特に粒界での成長は粒内の成長に比較して数倍早いことを見い出した。この違いは粒界に含まれる焼結補助材の影響と考えられる。

論文

透過電子顕微鏡その場観察用二重イオン照射装置

塚本 哲生*; 北條 喜一; 古野 茂実; 大津 仁; 出井 数彦*

真空, 36(7), p.603 - 609, 1993/00

この論文は原研に設置されている二重イオン照射分析電子顕微鏡のイオン照射部について、設計の立場から精細に記されたものである。特に、電子顕微鏡のもっている性能を落とすことなく、大イオン電流を試料室内に導入するための工夫がのべられている。

論文

In-situ observation of damage evolution in SiC crystals during He$$^{+}$$ and H$$_{2+}$$ dual-ion beam irradiation

北條 喜一; 古野 茂実; 櫛田 浩平; 大津 仁; 出井 数彦*

Journal of Nuclear Materials, 191-194, p.583 - 587, 1992/00

 被引用回数:22 パーセンタイル:12.61(Materials Science, Multidisciplinary)

SiC結晶に水素とヘリウムを同時に又は連続的に照射し、材料の構造変化を連続的に観察した。イオン照射は、He$$^{+}$$イオン;12kV、H$$_{2+}$$イオン;15kVとし、イオンの飛程を同一になるようにした。fluxは両方のイオン種とも1$$times$$10$$^{14}$$atoms/cm$$^{2}$$・sとした。He$$^{+}$$イオンの照射量を同一にしたときのバブル成長を観察比較した結果、同時照射に比べて、連続照射の方がバブルの成長が著しいことを明らかにした。

論文

In-situ observation of structural changes in aluminum during He$$^{+}$$ and H$$_{2+}$$ dual-ion beam irradiation

古野 茂実; 北條 喜一; 出井 数彦*; 神垣 信生*; 小野 興太郎*; 紀 隆雄*

Journal of Nuclear Materials, 191-194, p.1219 - 1223, 1992/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:71.8(Materials Science, Multidisciplinary)

ヘリウムおよび水素イオンの同時照射下におけるAlの損傷の挙動をイオン導入型多機能分析電顕を用いて、その場観察した。同時照射の場合、He単独照射およびHに続いてHeの個別連続照射に比べて、バブルの成長が著しく促進されることを観察し、He照射のもとで、同時に注入するHの移動がバブルの成長に寄与することを明らかにした。

論文

Evolution of structural damage in aluminum alloys irradiated with helium ions

神垣 信生*; 古野 茂実; 北條 喜一; 小野 興太郎*; 橋本 英二*; 出井 数彦*; 紀 隆雄*

Journal of Nuclear Materials, 191-194, p.1214 - 1218, 1992/00

 被引用回数:3 パーセンタイル:63.73(Materials Science, Multidisciplinary)

AlおよびAl合金に10keVのHe$$^{+}$$イオンを種々の温度で照射し、またその後の焼鈍中の転移ループの挙動を調べ、次の結果を得た。17Kで転位ループが形成されること、純Alにおいて、焼鈍中の転位ループの挙動は照射中のイオン強度に依存すること、および添加元素の濃度が大であると、473Kにおいても、転位ループが形成されることを明らかにした。これらの結果について、照射温度と強度および添加元素の種類と濃度を考慮して、転位ループの形成、成長、消滅過程を検討した結果を報告する。

論文

In-situ observation of the migration and growth of helium bubbles in aluminum

小野 興太郎*; 古野 茂実; 北條 喜一; 紀 隆雄*; 出井 数彦*; 高岡 修*; 久保 昇*; 水野 薫*; 伊藤 一義*

Journal of Nuclear Materials, 191-194, p.1269 - 1273, 1992/00

 被引用回数:20 パーセンタイル:14.35(Materials Science, Multidisciplinary)

金属中のヘリウムバブルの成長と移動の機構を調べるため、Heイオンを照射したAlの焼鈍実験を行った。670K以上の温度でバブルの密度の減少と直径の増加が認められるようになった。この間バブルの合体および消滅等も観察された。バブルの移動については、移動距離の平均2乗が移動時間に比例すること、833Kでのバブル移動の拡散係数は直径に依存し、4~12nmにわたって変化すると、拡散係数は10$$^{-14}$$から10$$^{-16}$$cm$$^{-2}$$s$$^{-1}$$にわたって変化することなどの結果を得た。これらの結果に基いて、Al中のヘリウムバブルの移動の拡散係数の直径および温度依存性を解析し、バブルの移動機構を検討した。また結晶粒界に沿っての移動度は粒内よりも大きいことを認めた。

論文

透過型電子顕微鏡用イオン照射装置; 電子顕微鏡内試料イオンビーム処理動的観察記録装置

塚本 哲生*; 北條 喜一; 古野 茂実; 大津 仁; 出井 数彦*

真空, 35(4), p.431 - 437, 1992/00

本装置は、低エネルギーイオン照射装置と100kV電顕とを結合し、材料中でのガス原子の挙動を研究するために製作されたものである。この装置の特徴は高輝度・高安定なイオン銃と電顕内静電偏光プリズムとを開発し、電顕内試料上で約1A/m$$^{2}$$という大電流照射を可能としたことである。ここでは、装置の設計と諸特性について示している。

論文

In-situ observation of structural damage in SiC crystals induced by hydrogen ion irradiation and successive electron irradiation

北條 喜一; 古野 茂実; 出井 数彦*

Journal of Electron Microscopy, 40(3), p.157 - 161, 1991/00

室温で水素イオンをSiC結晶に4.8$$times$$10$$^{18}$$atoms/cm$$^{2}$$以上照射した結果、非晶質相中に水素バブルが多数発生することを初めて観察した。さらに、水素照射により形成された非晶質相に室温で100keVの電子線を1$$times$$10$$^{17}$$electrons/cm$$^{2}$$・s以上で照射すると照射領域にバブルの成長が観察された。このバブルは電子線の照射量とともに増加する。また、300$$^{circ}$$C、20分間アニーリングした試料ではバブルの発生・成長は観察できなかった。これらの結果、非晶質相中のdangling fondにトラップされた水素原子が電子線照射により移動し、バブルを形成したものと推論した。

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