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論文

Observation of a Be double-Lambda hypernucleus in the J-PARC E07 experiment

江川 弘行; 足利 沙希子; 長谷川 勝一; 橋本 直; 早川 修平; 細見 健二; 市川 裕大; 今井 憲一; 金原 慎二*; 七村 拓野; et al.

Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2019(2), p.021D02_1 - 021D02_11, 2019/02

A double-$$Lambda$$ hypernucleus, $${}_{LambdaLambda}mathrm{Be}$$, was observed by the J-PARC E07 collaborationin nuclear emulsions tagged by the $$(K^{-},K^{+})$$ reaction. This event was interpreted as a production and decay of $$ {}_{LambdaLambda}^{;10}mathrm{Be}$$,$${}_{LambdaLambda}^{;11}mathrm{Be}$$, or $${}_{LambdaLambda}^{;12}mathrm{Be}^{*}$$ via $$Xi^{-}$$ capture in $${}^{16}mathrm{O}$$.By assuming the capture in the atomic 3D state, the binding energy of two $$Lambda$$ hyperons$$,$$($$B_{LambdaLambda}$$)of these double-$$Lambda$$ hypernuclei are obtained to be$$15.05 pm 0.11,mathrm{MeV}$$, $$19.07 pm 0.11,mathrm{MeV}$$, and $$13.68 pm 0.11,mathrm{MeV}$$, respectively. Based on the kinematic fitting, $${}_{LambdaLambda}^{;11}mathrm{Be}$$ is the most likely explanation for the observed event.

論文

Probabilistic risk assessment method development for high temperature gas-cooled reactors, 1; Project overviews

佐藤 博之; 西田 明美; 大橋 弘史; 村松 健*; 牟田 仁*; 糸井 達哉*; 高田 毅士*; 肥田 剛典*; 田辺 雅幸*; 山本 剛*; et al.

Proceedings of 2017 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP 2017) (CD-ROM), 7 Pages, 2017/04

本報告では、高温ガス炉PRAの実施上の課題である、建屋や黒鉛構築物、配管など静的な系統、構築物及び機器の多重故障を考慮した地震PRA手法の確立に向け進めている、静的SSCの多重故障を考慮した事故シーケンス評価手法構築、建屋、黒鉛構築物の損傷を考慮したソースターム評価手法構築、地震時の具体的な事故シナリオ検討に資するフラジリティ評価手法構築及び実用高温ガス炉への適用性評価の概要について報告する。

論文

Probabilistic risk assessment method development for high temperature gas-cooled reactors, 2; Development of accident sequence analysis methodology

松田 航輔*; 村松 健*; 牟田 仁*; 佐藤 博之; 西田 明美; 大橋 弘史; 糸井 達哉*; 高田 毅士*; 肥田 剛典*; 田辺 雅幸*; et al.

Proceedings of 2017 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP 2017) (CD-ROM), 7 Pages, 2017/04

高温ガス炉における、地震起因による原子炉冷却材圧力バウンダリを構成する配管の複数破断を含む事故シーケンス群の起因事象モデルについて、ソースタームの支配因子に着目した起因事象に対する階層イベントツリーを適用する場合と、個々の破断の組合せを考慮した多分岐イベントツリーを適用する場合を対象に地震時事故シーケンス頻度評価コードSECOM2-DQFMによる試計算を行った。評価結果から、高温ガス炉のための効率的かつ精度を維持できる起因事象の分類方法を構築できる見通しを得た。

論文

Non-destructive depth analysis of the surface oxide layer on Mg$$_{2}$$Si with XPS and XAS

江坂 文孝; 野島 健大; 鵜殿 治彦*; 間柄 正明; 山本 博之

Surface and Interface Analysis, 48(7), p.432 - 435, 2016/07

 被引用回数:3 パーセンタイル:81.42(Chemistry, Physical)

X線光電子分光法(XPS)は、固体試料の非破壊化学状態分析に広く用いられている。この方法では、イオンビームスパッタリングを併用することにより深さ方向分析が可能である。しかし、スパッタリングはしばしば偏析や選択的な原子の放出を引き起こし、正確な情報が得らえない場合がある。一方、放射光からのエネルギー可変X線の利用は、スパッタリングなしでの深さ方向分析を可能とする。本研究では、放射光X線を励起源としたXPSおよびX線吸収分光法(XAS)による深さ方向分析法について、Mg$$_{2}$$Si単結晶の表面酸化層の分析を例に、検討を行った。その結果、本法により非破壊での深さ方向分析が可能であり、Mg$$_{2}$$Si単結晶の表面酸化層としてSi-OあるいはSi-O-Mg層が形成されることがわかった。

論文

Observation of spin-dependent charge symmetry breaking in $$Lambda N$$ interaction; $$gamma$$-ray spectroscopy of $$^4_{Lambda}$$He

山本 剛史*; 長谷川 勝一; 早川 修平; 細見 健二; Hwang, S.; 市川 裕大; 今井 憲一; 金原 慎二; 中田 祥之; 佐甲 博之; et al.

Physical Review Letters, 115(22), p.222501_1 - 222501_5, 2015/11

AA2015-0707.pdf:0.5MB

 被引用回数:26 パーセンタイル:9.43(Physics, Multidisciplinary)

The energy spacing between the spin-doublet bound state of $$^4_{Lambda}$$He$$(1^+,0^+)$$ was determined to be $$1406 pm 2 pm 2$$ keV, by measuring $$gamma$$ rays for the $$1^+ to 0^+$$ transition with a high efficiency germanium detector array in coincidence with the $$^4{rm He}(K^-,pi^-)^4_{Lambda}$$He reaction at J-PARC. In comparison to the corresponding energy spacing in the mirror hypernucleus $$^4_{Lambda}$$H, the present result clearly indicates the existence of charge symmetry breaking (CSB) in $$Lambda N$$ interaction. By combining the energy spacings with the known ground-state binding energies, it is also found that the CSB effect is large in the $$0^+$$ ground state but is vanishingly small in the $$1^+$$ excited state, demonstrating that the $$Lambda N$$ CSB interaction has spin dependence.

論文

Study of $$Lambda N$$ interaction via the $$gamma$$-ray spectroscopy of $$^4_{Lambda}$$He and $$^{19}_{Lambda}$$F (E13-1st)

山本 剛史*; 江川 弘行; 長谷川 勝一; 早川 修平; 細見 健二; 市川 裕大; 今井 憲一; 佐甲 博之; 佐藤 進; 杉村 仁志; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.021017_1 - 021017_6, 2015/09

A $$gamma$$-ray spectroscopy experiment via the $$(K^-, pi^-)$$ reaction (J-PARC E13-1st) will be performed at the J-PARC Hadron Experimental Facility using a newly developed Ge detector array, Hyperball-J. Spin-dependent $$Lambda N$$ interactions will be studied through the precise measurement of the structure of hypernuclei, $$^4_{Lambda}$$He and $$^{19}_{Lambda}$$F. In May 2013, commissioning of whole detector system was carried out and calibration data were taken. In particular, production cross sections of $$Sigma^+$$ and $$^{12}_{Lambda}$$C via the $$(K^-, pi^-)$$ reaction on the CH$$_2$$ target for $$p_K = 1.5$$ and 1.8 GeV/$$c$$ were obtained.

論文

Depth analysis of the surface of Mg$$_{2}$$Si crystals with XAS and XPS

山本 博之; 野島 健大; 江坂 文孝

Photon Factory Activity Report 2014, Part B, P. 112, 2015/00

シリコンを材料とする電子デバイスのうち、金属シリサイドはその有効性から幅広く研究されている。その材料表面の化学状態の分析は、優れたホモエピタキシャル膜作製の上で重要である。本研究では、Mg$$_{2}$$Si単結晶を対象に、X線光電子分光法(XPS)および部分電子収量によるX線吸収分光法(XAS)を用い、非破壊で表面の深さ方向の化学状態分析を行った。その結果、Si 1s XPSスペクトルからは、SiOが表面に形成されていることが示された。また、SiO$$_{2}$$に起因するピークは観測されなかった。さらに、Si K吸収端XASスペクトルにおいてもSiO構造に起因するピークが得られた。以上の結果より、Mg$$_{2}$$Siの表面にはSiO酸化層が形成されていることを明らかにした。

論文

Non-destructive depth profiling of Au/Si(100) with X-ray absorption spectroscopy

山本 博之; 野島 健大; 江坂 文孝

Photon Factory Activity Report 2013, Part B, P. 227, 2014/00

本研究では、部分電子収量法をX線吸収分光法(XAS)に応用することにより、従来まで困難であった化学状態の情報を含む非破壊深さ方向プロファイリングを実現させることを目的とした。Si(100)基板上に蒸着したAu(1-10nm)を試料として用い、測定する電子エネルギーを5-50eVの範囲で変化させることによりXASスペクトルを得た。この結果、電子エネルギーの変化に対応してSi/Au比は大きく変化することを明らかにした。本手法は化学状態を含む非破壊深さプロファイリング法として有効であることが期待される。

論文

Magnetic Compton scattering studies of magneto-dielectric Ba(Co$$_{0.85}$$Mn$$_{0.15}$$)O$$_{3-delta}$$

篠田 遼一*; 伊藤 真義*; 櫻井 吉晴*; 山本 博之; 平尾 法恵; 馬場 祐治; 岩瀬 彰宏*; 松井 利之*

Journal of Applied Physics, 113(17), p.17E307_1 - 17E307_3, 2013/05

 被引用回数:6 パーセンタイル:67.17(Physics, Applied)

セラミック状のバリウム-コバルト-マンガン複合酸化物Ba(Co$$_{0.85}$$Mn$$_{0.15}$$)O$$_{3-delta}$$について、軟X線光電子分光法及び磁気コンプトン散乱測定を行い、この物質が約35Kの磁気相転移温度以下で磁性誘電体特性を示すことを見いだした。この磁気秩序の起源は、180度の角度を持つコバルト4価-酸素-マンガン4価又は、90度の角度を持つマンガン4価-酸素-マンガン4価における超交換相互作用によると考えられる。磁気コンプトン散乱のプロファイルから求めた磁気スピンモーメントの温度依存性は、磁気センサー(SQUID)測定結果の温度依存性と一致した。これは磁気モーメントがスピンモーメントによって決まることを示している。また磁気コンプトン散乱のプロファイルは、温度によらず一定であった。これらの結果から、この磁性転移は、熱によるスピンの揺らぎによって起こると結論した。

論文

Application of sputter etching treatment to the formation of semiconducting silicide film on Si substrate

山口 憲司; 江坂 文孝; 笹瀬 雅人*; 山本 博之; 北條 喜一

Transactions of the Materials Research Society of Japan, 37(2), p.245 - 250, 2012/06

シリサイド半導体の代表格である$$beta$$-FeSi$$_2$$の薄膜をSi基板上に蒸着する際、蒸着前に低エネルギー($$ge$$1keV)イオンによる基板のスパッタ・エッチ(SE)処理を行うことが有効である。筆者らはこの方法でSi(100)基板上に$$beta$$-FeSi$$_2$$(100)の高配向膜を作製することに成功している。また、透過型電子顕微鏡による断面観察や、放射光を用いたX線光電子分光法並びにX線吸収分光法による表面化学状態の観察により、973Kで成膜した$$beta$$-FeSi$$_2$$薄膜は均質性が高いものの、イオン照射に由来する欠陥を含んでいることを明らかにした。筆者らは、さらに欠陥の少ない薄膜を得るために、より低入射エネルギーでのSE処理を行い、0.8keV(Ne$$^+$$)まで入射エネルギーを下げても、従来の3keVでの処理と同程度の高配向性を有する$$beta$$-FeSi$$_2$$(100)薄膜が作製できることを示した。

論文

Radiation effects on film formation and nanostructural changes of iron disilicide thin film

笹瀬 雅人*; 山本 博之; 岡安 悟

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 272, p.318 - 321, 2012/02

 パーセンタイル:100(Instruments & Instrumentation)

イオンビームは薄膜作製において、基板処理,成膜,改質など種々の場面に広く利用される。これはそのエネルギーに応じて固体との相互作用が変化し、照射効果も大きく異なることによる。ここでは、環境に優しい将来の半導体材料として期待される鉄シリサイド薄膜に注目し、全く異なる二つのエネルギー領域で成膜・改質に応用した結果を紹介する。基板の表面処理に応用した例では、数keVのイオンビームを表面に照射することにより、化合物半導体薄膜の膜質向上につなげた。これは基板に適度な量の欠陥を生成することで相互拡散・反応を促進させるとともに、基板との結晶方位関係を一定に保つことに成功したものである。条件を最適化することにより、薄膜/基板界面を原子レベルで急峻なものとすることにもつなげた。また改質に応用した例では、100MeV程度の重イオンを照射して薄膜中にビームトラックを形成させ、半導体から金属への相転移により物性が変化することを見いだした。これらはいずれもイオンビームのエネルギーに応じた固体との相互作用を利用したものである。発表ではイオンビームの固体へのエネルギー付与量,阻止能,欠陥生成の深さ分布などと併せて議論を行う。

論文

Formation of atomically flat $$beta$$-FeSi$$_{2}$$/Si(100) interface using ion irradiated substrate

笹瀬 雅人*; 山本 博之; 倉田 博基*

Thin Solid Films, 520(9), p.3490 - 3492, 2012/02

 パーセンタイル:100(Materials Science, Multidisciplinary)

イオン照射した表面は欠陥を多く含むことから、高配向な薄膜を成長させるための基板として用いることは適当でないと考えられてきた。しかしながらわれわれは、1keV程度のごく低エネルギーのイオンを照射したSi基板を用い、Feのスパッタ蒸着により界面の急峻で高配向な$$beta$$-FeSi$$_{2}$$/Si(100)薄膜が得られることを見いだした。本研究では透過型電子顕微鏡を用いて得られた薄膜/基板界面を断面観察し、その構造を原子分解能で解析した。さらにより高いエネルギーで照射したSi基板を用いて成膜した試料との比較を行い、界面近傍における構造とその変化について議論した。

論文

Swift heavy ion irradiation effect on structural properties for epitaxial Ba(Fe$$_{0.5}$$Mn$$_{0.5}$$)O$$_{3-delta}$$ thin film

松井 利之*; 岩瀬 彰宏*; 山本 博之; 平尾 法恵; 馬場 祐治

Photon Factory Activity Report 2011, Part B, P. 243, 2012/00

Baを含むペロブスカイト酸化物の磁気特性や誘電特性を調べ、これまでにチタン酸ストロンチウム単結晶表面に作成したBa(Fe$$_{0.5}$$Mn$$_{0.5}$$)O$$_{3-delta}$$(BFMO)が室温で強磁性体であり、その酸素欠陥量が磁気特性に影響を及ぼすことを明らかにしてきた。しかし薄膜中の酸素濃度を熱化学的に正確に制御することは困難である。酸化物に高速重イオンを照射すると酸素欠陥ができることが知られており、これにより酸化物中の酸素濃度を制御できる可能性がある。そこで本研究では、BFMOに200MeV Xe$$^{14+}$$イオンを照射し、照射による構造変化について調べた。チタン酸ストロンチウム単結晶表面にエピタキシャル成長させて作成したBFMO薄膜は正方晶のペロブスカイト構造をもつことを確認した。X線結晶解析の結果、イオン照射によりBFMOの格子がわずかに広がることがわかった。放射光を用いたX線光電子分光法(XPS)を測定した結果、重イオン照射によりFe2pの結合エネルギーがシフトするのに対し、Mn2pのエネルギーはほとんど変化しないことがわかった。これらの結果から、高速重イオン照射により効果的にFe原子周辺に酸素欠陥が生成し、それが磁気特性に影響を及ぼすことを明らかにした。

論文

1 MV holding and beam optics in a multi-aperture multi-grid accelerator for ITER NBI

柏木 美恵子; 谷口 正樹; 小島 有志; 大楽 正幸; 花田 磨砂也; Hemsworth, R. S.*; 水野 貴敏*; 武本 純平; 田中 政信*; 田中 豊*; et al.

Proceedings of 23rd IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2010) (CD-ROM), 8 Pages, 2011/03

原子力機構の多孔多段加速器では、ITERの中性粒子入射装置に必要な1MeV, 200A/m$$^{2}$$の負イオンビーム加速を目指している。耐電圧試験では、加速器の耐電圧は理想的な電極の耐電圧の半分程度であることがわかった。複雑な構造を有する電極や電極支持部の局所的な電界集中が問題であると考え、電極間ギャップを延長し、電極支持部の端部の曲率を大きくして電界集中を抑えた。その結果、真空耐電圧が改善し、1MVで4000秒の電圧保持を達成した。ビーム加速でも、従来の796keV, 0.32A (140A/m$$^{2}$$)から879keV, 0.36A (157A/m$$^{2}$$)に大きく進展した。一方、ビーム加速試験では、磁場とビーム間の空間電荷反発によりビームが曲げられて電極に衝突し、ビームエネルギー・電流減少の原因となっていた。3次元ビーム解析において、このビームの偏向量を明らかにして孔ずれと電界補正板を用いたビーム偏向補正方法を設計し、加速器試験でこの補正法が有効に機能することを確認した。

論文

Surface structures on $$beta$$-FeSi$$_2$$ formed by heat-treatment in ultra-high vacuum and their influence for homoepitaxial growth

松村 精大*; 落合 城仁*; 鵜殿 治彦*; 江坂 文孝; 山口 憲司; 山本 博之; 北條 喜一

Physics Procedia, 11, p.174 - 176, 2011/02

 被引用回数:3 パーセンタイル:11.47

超高真空中で加熱処理された$$beta$$-FeSi$$_2$$基板の表面構造とそのホモエピタキシャル成長への影響を調べた。1023Kで熱処理された$$beta$$-FeSi$$_2$$(100)基板の表面には穴状の欠陥構造が認められ、この温度で起こる表面酸化物(SiO$$_x$$)の消失と対応している。この欠陥構造の元素組成は$$beta$$-FeSi$$_2$$のそれ(Si/Fe$$=$$2)と比べFeが過剰だったことから、表面で$$beta$$-FeSi$$_2$$から$$epsilon$$-FeSiへの分解が起こっていることが示唆された。また、加熱処理後の表面の形状は結晶面に依存していた。さらに、973並びに1073Kにおいて、$$beta$$-FeSi$$_2$$(111)の基板上に平滑なホモエピタキシャル膜を成長させることができた。

論文

Surface analysis of single-crystalline $$beta$$-FeSi$$_2$$

山田 洋一*; Mao, W.*; 朝岡 秀人; 山本 博之; 江坂 文孝; 鵜殿 治彦*; 都留 智仁

Physics Procedia, 11, p.67 - 70, 2011/02

 被引用回数:3 パーセンタイル:11.47

清浄な表面を有する$$beta$$-FeSi$$_2$$の単結晶を調製し、各種の表面分析を行った。表面酸化物に関するXPS(X線光電子分光)測定からは、FeではなくおもにSiが酸化することがわかった。LEED(低速電子線回折)やSTM(走査トンネル顕微鏡)の測定からは、表面酸化物を除去した表面は、清浄で、バルク結晶の切断面と同じような構造を有し、表面での大きな再構成は認められなかった。このことからFeとSiが強固な結合を呈していることが示唆された。

論文

Surface characterization of homoepitaxial $$beta$$-FeSi$$_{2}$$ film on $$beta$$-FeSi$$_{2}$$(111) substrate by X-ray photoelectron and absorption spectroscopy

江坂 文孝; 山本 博之; 鵜殿 治彦*; 松林 信行*; 山口 憲司; 社本 真一; 間柄 正明; 木村 貴海

Physics Procedia, 11, p.150 - 153, 2011/02

 パーセンタイル:100

$$beta$$-FeSi$$_{2}$$は光通信デバイスなどへの幅広い応用が期待されている半導体材料である。しかしながらその表面に関しては未知な点も多く、正確な構造・組成の把握及びそれに基づく制御が、実用化に向けた課題の一つとなっている。本研究では、放射光を励起源としたX線光電子分光(XPS)法及びX線吸収分光(XAS)法を用い、$$beta$$-FeSi$$_{2}$$(111)単結晶上にエピタキシャル成長した$$beta$$-FeSi$$_{2}$$薄膜表面の組成及び化学状態について非破壊で分析を行った。この結果、薄膜表面に生じたSiO$$_{x}$$層の膜厚,化学状態の深さ方向への変化に関する知見を得ることができた。

論文

Spectroscopic characterization of $$beta$$-FeSi$$_{2}$$ single crystals and homoepitaxial $$beta$$-FeSi$$_{2}$$ films by XPS and XAS

江坂 文孝; 山本 博之; 鵜殿 治彦*; 松林 信行*; 山口 憲司; 社本 真一; 間柄 正明; 木村 貴海

Applied Surface Science, 257(7), p.2950 - 2954, 2011/01

 被引用回数:6 パーセンタイル:63.73(Chemistry, Physical)

エネルギー可変の放射光を励起源として光電子スペクトルを観測した場合、光電子の運動エネルギーの変化に応じて電子の脱出深さが変化することから、表面の深さ方向分布を非破壊的に得ることが可能となる。本研究では放射光を用いたX線光電子分光法と、これよりも分析領域の深いX線吸収分光法(XAS)を用い、$$beta$$-FeSi$$_{2}$$単結晶上にホモエピタキシャル成長させた$$beta$$-FeSi$$_{2}$$薄膜表面組成及び化学状態について、非破壊深さ方向分析を行った。得られたXPSスペクトルから、励起エネルギーの増大とともにSiO$$_{2}$$及びSiO$$_{x}$$に起因するピーク強度が減少し、相対的にシリサイドによるピーク強度が増大することを明らかにした。これらの結果をもとに深さプロファイルを評価し、単結晶表面にはそれぞれSiO$$_{2}$$層0.8nm及びSiO$$_{x}$$層0.2nmが形成されていること、Fe/Si組成比は深さ方向にほとんど変化しないことが確認された。発表ではXASによるFe-L及びSi-K吸収端測定から、より深い表面領域の結果について解析を行った結果についても併せて報告する。

論文

Homoepitaxial film on $$beta$$-FeSi$$_{2}$$ single crystal studied by XPS and XAS

山本 博之; 江坂 文孝

Photon Factory Activity Report 2010, Part B, P. 189, 2011/00

$$beta$$-FeSi$$_{2}$$は受発光素子など幅広い応用が期待される半導体材料である。しかしながらFe-Si系化合物は多様な相を持ち、わずかな組成の変化により構造が大きく変化することもあるために、正確な組成の把握及びその制御が実用化に向けた課題の一つである。本研究では、放射光を励起源としたX線光電子分光法(XPS)及びX線吸収分光法(XAS)を用いることにより$$beta$$-FeSi$$_{2}$$単結晶表面上にホモエピタキシャル成長させた$$beta$$-FeSi$$_{2}$$単結晶薄膜の組成及び化学状態について、非破壊で深さ方向分析を行った。励起エネルギーを変化させて測定したSi2pのXPSスペクトルから、薄膜表面に0.8nmの自然酸化膜が存在することを明らかにした。またXASによるSi-K端吸収スペクトルから、作製した薄膜において、基板よりもSi-Fe結合による吸収が増大する傾向が認められ、組成がわずかに異なることが確認された。

論文

Morphology control of single-crystalline Si$$_{3}$$N$$_{4}$$ nanomaterials

田口 富嗣; 山本 博之; 社本 真一

Physica E, 43(1), p.539 - 542, 2010/11

 被引用回数:3 パーセンタイル:78.73(Nanoscience & Nanotechnology)

3種類の単結晶Si$$_{3}$$N$$_{4}$$ナノ材料(ナノワイヤー,ナノベルト及びナノシート)を、窒素雰囲気におけるSi粉末の熱処理により作製した。熱処理温度が1300$$^{circ}$$C以下で、窒素流量が0.5l/min以下の条件でSi粉末を熱処理した場合、Si$$_{3}$$N$$_{4}$$ナノワイヤー及びナノベルトが生成した。Si$$_{3}$$N$$_{4}$$ナノワイヤーに対するナノベルトの数比は、熱処理温度及び窒素流量が増加するとともに増加した。熱処理温度が1400$$^{circ}$$C以上で、窒素流量が0.75l/min以上の条件でSi粉末を熱処理した場合、少なくとも2$$mu$$m以上の幅を有し、かつ厚みが1.5から4nmと薄いSi$$_{3}$$N$$_{4}$$ナノシートが多く生成した。このように、熱処理温度だけでなく、窒素流量を変化させることで、生成するSi$$_{3}$$N$$_{4}$$の形態を制御できることを明らかにした。

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