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論文

X-ray diffuse scattering from carbon-ion-irradiated diamond

須貝 宏行; 前田 裕司*; 松本 徳真*; 加藤 輝雄; 春名 勝次*; 左高 正雄; 小野 文久*

Physica Status Solidi (C), 4(8), p.2963 - 2966, 2007/07

 被引用回数:0 パーセンタイル:100

人工ダイヤモンドは、高温や放射線等の過酷な環境に耐えうる有望な耐環境素子材料の一つである。ここでは、100MeV炭素イオン照射した人工ダイヤモンド単結晶中の格子欠陥をX線による格子定数測定とX線散漫散乱により調べた。イオン照射及びX線測定は、室温で行った。格子定数は照射量に比例して増加した。われわれが従来から行ってきた不純物濃度の異なる天然及び人工ダイヤモンド単結晶に関する結果との比較から、照射によって生成した格子間原子及び原子空孔は、(100)面に転位ループをつくることが明らかとなった。

論文

The Characterization of synthetic and natural single crystal diamonds by X-ray diffraction

前田 裕司*; 松本 徳真*; 春名 勝次*; 早乙女 隆雄*; 小野 文久*; 須貝 宏行; 大塚 英男; 大橋 一利*

Physica B; Condensed Matter, 376-377, p.283 - 287, 2006/04

 被引用回数:3 パーセンタイル:80.53(Physics, Condensed Matter)

天然及び人工ダイヤモンド単結晶において、主な不純物である窒素の含有量が異なる4種類の試料、Ia型(窒素を約1000ppm含む天然の単結晶),Ib型(窒素を約100ppm含む人工単結晶),IIa型(窒素の量が10ppm以下の高純度人工単結晶),IIb型(含有窒素量は10ppm以下だが、ボロンを100ppm程度含む人工単結晶)について、X線回折によりキャラクタリゼーションを行った。X線ボンド法により求めた格子定数(298K)は、IIb型が最大(0.35670nm)で、Ia型が最小(0.35666nm)となり、その順番は IIb$$>$$Ib$$>$$IIa$$>$$Iaであった。さらに、格子定数測定とX線散漫散乱の結果を総合すると、IIb型ではボロンは置換型の欠陥として(100)面に存在し、Ia型では窒素は置換型の欠陥集合体として(100)面に存在すると推測される。

論文

Radiation defects in heavy ion-irradiated nickel at low temperature by X-ray diffuse scattering

前田 裕司*; 松本 徳真; 加藤 輝雄; 須貝 宏行; 大塚 英男*; 左高 正雄

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 232(1-4), p.312 - 316, 2005/05

 被引用回数:1 パーセンタイル:84.67(Instruments & Instrumentation)

本研究は原子力材料での照射効果の機構を理解するために、重要な研究課題の一つであるカスケード損傷の構造を明らかにすることを目的としている。照射欠陥の生成や回復などの過程はこれらを凍結することでその素過程を調べることができるため、極低温での実験が不可欠である。しかし、このような低温での研究の報告例は少ない。また、微小サイズの照射欠陥を調べるには電子顕微鏡でも困難であり、最も有力な測定方法としてX線散漫散乱法がある。X線散漫散乱はブラック角近傍のX線の散乱である。本報告は低温のままで重イオン照射とX線回折ができるクライオスタットを開発し、これを用いてX線散漫散乱の測定による照射欠陥の解析をしたものである。実験はNi単結晶試料にタンデム加速器の127MeVのヨウ素イオン(I$$^{10+}$$)を16Kの温度で照射し、35K以下の温度でX線散漫散乱の測定を行った。その結果、散漫散乱強度はqをブラック角からのずれとして、q$$^{-2}$$乗及びq$$^{-4}$$乗の依存性が観測された。これは、生成された欠陥は点欠陥だけではなく、クラスターも形成していることを示すことから、カスケード損傷の形成を示唆するものである。また、室温までの焼鈍により、クラスターは格子間原子型では成長し、空孔型では変化しないことがわかった。

論文

Sub-millimeter synchrotron X-ray focusing by crystal bender

米田 安宏; 松本 徳真; 古川 行人*; 石川 哲也*

Physica Scripta, T115, p.995 - 997, 2005/00

サジタルフォーカスは放射光X線の集光技術の中でも最も効率的な方法の一つで、サンプル位置におけるX線強度を増大させるために用いられる。この結晶ベンダーとして、シリコン(311)結晶を用いた場合についての結果を報告する。ベンダーはSPring-8標準2結晶分光器の第2結晶としてインストールされるもので、4ポイントメカニズムにより、定位置出射を実現している。このベンダーにリブなし結晶を用いたところ、35-60keVのエネルギー領域において0.5mmの集光サイズを達成した。このようなエネルギー領域においては、全反射ミラーなどはまだ使うことができないため、多くの実験に結晶ベンダーが用いられることになる。

論文

ベンダーによる偏向電磁石ビームラインのサジタル集光

米田 安宏; 松本 徳真; 古川 行人*; 石川 哲也*

SPring-8利用者情報, 8(6), p.397 - 400, 2003/11

SPring-8偏向電磁石ビームラインにおいて、ベンダーによるサジタル(水平方向)集光はビーム強度とビームレゾリューションのどちらの面でも最良の集光光学系である。BL14B1では他のビームラインに先駆けて、いち早くこの集光光学系を採用し、実験を行ってきた。特にBL14B1では2003年3月より、ベンダー用の弯曲結晶を新しいデザインに変更し、サブミリ集光を実現した。BL14B1では、種々の実験が行われるため、広範囲のエネルギーバンドに対応したベンダーが必要であるが、分光器に備わっている回転傾斜機構によって、5keVから150keVまでの集光が可能である。この新しい弯曲結晶は、他の偏向電磁石ビームライン(BL19B2, BL26B1)でも採用予定であり、既にインストールされているビームライン(BL02B1, BL12B2, BL14B1)を合わせると、ベンドシリンドリカルミラーと並ぶ、SPring-8で最もポピュラーなサジタル集光光学系の一つとなる。

論文

Defect-induced phase separation in relaxor Pb(In$$_{1/2}$$Nb$$_{1/2}$$)O$$_3$$ crystals

米田 安宏; 松本 徳真; 寺内 暉*; 安田 直彦*

Journal of Physics; Condensed Matter, 15(3), p.467 - 474, 2003/01

 被引用回数:5 パーセンタイル:66.88(Physics, Condensed Matter)

Pb(In$$_{1/2}$$Nb$$_{1/2}$$)O$$_3$$単結晶の熱分析を行った。秩序相と無秩序相における相転移温度の不安定性は、格子欠陥モデルを導入することによって説明できることがわかった。

論文

Two-dimensional X-ray focusing by crystal bender and mirrors

米田 安宏; 松本 徳真; 古川 行人*; 石川 哲也*

AIP Conference Proceedings 705 (CD-ROM), 4 Pages, 2003/00

フラットシリコン(311)結晶を使ったベンダーの性能を報告する。フラット結晶のアンチクラスティックなゆがみを最小限に押さえるための結晶加工を施した。加工は結晶の縦横比を1.42とするのが理想であるが、最終的な結晶の形状は98mm$$times$$90mm$$times$$2mmとなった。縦横比は1.435である。この結晶を用いることによって、30-60keVという高エネルギーX線領域においてもサブミリ集光が可能となった。

論文

Structural study of semiconductive CdTe-ZnTe alloy by high-energy X-ray diffraction

米田 安宏; 松本 徳真; 鈴谷 賢太郎; 小原 真司*; 水木 純一郎

Ferroelectrics, 268, p.277 - 282, 2002/00

 被引用回数:5 パーセンタイル:67.88(Materials Science, Multidisciplinary)

微小領域強誘導電体は従来の強誘導体の発現機構に加えてドメイン間の相互作用によって複雑な2次構造を持つ。この2次構造が強誘電体の分野に新局面を開く可能性があるとして、近年さかんに研究されるようになってきた。そのひとつに(Cd,Zn)Te半導体混晶がある。CdTeとZnTeはそれぞれジンクブレンド構造の半導体でpure-limitでは強誘電性は示さない。CdTe中のCd原子を原子半径の小さなZn原子で置換することによって格子歪が生じ、その歪が2次構造である微小強誘電領域を作り強誘電性が発現するとされている。ところが(Cd,Zn)Te混晶の格子歪は局所的な歪のために構造解析が非常に困難で、強誘電性の発現機構が解明されてはいなかった。われわれはSPring-8の高エネルギーX線を用いてPDF解析を行った結果、局所歪を取り込んだ構造解析によって強誘電性を説明しうるモデルを提案することができた。

論文

Fixed-height exit bender of synchrotron X-rays above 40 keV

米田 安宏; 松本 徳真; 古川 行人*; 石川 哲也*

Journal of Synchrotron Radiation, 8(1), p.18 - 21, 2001/08

 被引用回数:37 パーセンタイル:14.57(Instruments & Instrumentation)

X線の集光は全反射ミラー、フレネルレンズ、湾曲結晶などを用いて行われている。SPring-8の偏光電磁石ビームラインでは集光する放射光X線の発散角が非常に大きく集光光学素子のアパーチャーが広いものが必要で、また高エネルギーX線の集光を行わねばならないことから湾曲結晶によるサジタル集光がベストの集光方法である。しかし従来のサジタル集光では20keV以上の高エネルギー領域での集光特性が悪くSPring-8で使うためには新たな結晶湾曲装置を開発する必要があった。そこでSPring-8標準二結晶分光器に取り付けられるようなコンパクトな湾曲装置を開発し、そのテストを原研ビームラインBL14B1で行った。その結果、60keVのX線をも集光することができた。このような高エネルギー領域でのサジタル集光は世界的にみても例がなく、さらにエネルギーを変えた時のビーム位置が非常に安定しており、ダイナミックベンディングも可能である。

論文

High energy synchrotron X-ray focusing by fixed exit bender

米田 安宏; 松本 徳真; 古川 行人*; 石川 哲也*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 467-468(Part1), p.370 - 372, 2001/07

 被引用回数:6 パーセンタイル:53.01

SPring-8の偏向電磁石ビームラインにおける硬X線のサジタル集光特性についての発表である。SPring-8のサジタル方向の集光は分光器の第二結晶ベンダーを用いた湾曲結晶を用いて行う。このベンダーはSPring-8の広エネルギー領域の放射光に対応できるように結晶面の切替によって111,311,511,733面を1組の結晶でカバーする。このため、インクラインドジオメトリでのサジタル集光ができなくてはならない。特にSPring-8のソースのエネルギー分布は従来の放射光施設に比べて高エネルギー側にシフトしているため困難な30keV以上のX線の集光を達成しなくてはならない。さらに利用実験を容易にするためにエネルギーを変えてもビーム位置が変わらないような定位置出射が可能な設計にしてある。このようなユニークな結晶ベンダーの集光特性を調べたので報告する。

論文

A Horizontal two-axis diffractometer for high-energy X-ray diffraction using synchtoron radiation on bending magnet beamline BL04B2 at SPring-8

小原 真司*; 鈴谷 賢太郎; 柏原 泰治*; 松本 徳真; 梅咲 則正*; 坂井 一郎*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 467-468(Part.2), p.1030 - 1033, 2001/07

 被引用回数:119 パーセンタイル:0.91

高エネルギーX線の利用は液体やガラスなどの回折測定において、透過法で高いQまで測定できるため、正確な構造解析を可能にする。そこで、われわれは高強度の高エネルギーX線が利用できるSPring-8の偏向電磁石ビームラインBL04B2に液体・非晶質専用の水平型2軸回折計を設計、製作した。湾曲Si(111)モノクロメーターによる37.7keV及び湾曲Si(220)モノクロメーターによよる61.7keVの高エネルギーX線単色光を用いた回折実験を行い、標準試料であるシリカ(SiO$$_{2}$$)ガラスで、Q$$_{max}$$=30Å$$^{-1}$$を超える高Q領域まで精度よく構造因子S(Q)を決定することに成功した。

論文

原研ビームライン(BL-14B1)における構造物性研究

水木 純一郎; 小西 啓之; 西畑 保雄; 高橋 正光; 鈴谷 賢太郎; 松本 徳真; 米田 安宏

日本結晶学会誌, 42(1), p.68 - 75, 2000/02

SPring-8での原研ビームラインBL-14B1での研究例を紹介することにより、どのような種類の実験が可能であるかを知ってもらうことを目的としたものである。そのために、ビームライン、各実験ハッチに設置されている装置の概要、特長をのべ、実験例として、電気化学における液/固界面構造、高エネルギーX線を利用したランダム系物質の構造解析を紹介する。また、結晶ベンダーによる高エネルギーX線の集光を紹介し、ベンダーの有効性を議論した。

論文

X-ray diffuse scattering of quenched copper single crystals

前田 裕司; 山川 浩二*; 松本 徳真*; 春名 勝次*; 加藤 輝雄; 小野 文久*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 97, p.491 - 494, 1995/00

 被引用回数:0 パーセンタイル:100

放射光を利用して急冷した高純度銅単結晶のX線散漫散乱の測定を行い、電子顕微鏡では観測が困難であった空孔型の転位ループを観測した。急冷後の2次欠陥の観測は主として電子顕微鏡で精力的に行われて来た。しかしFCC金属では銅だけが2次欠陥の観測に成功していない。それは2次欠陥のサイズが小さく電顕での観察が困難である、又ガス不純物に空孔が捕獲され2次欠陥を形成するに至っていない等の理由が考えられる。放射光は高エネルギー物理学研究所のRL-4Cを利用し、逆格子点(111)の周りの散漫散乱の測定を室温で行なった。その結果、空孔型転位ループからの散漫散乱を観測した。しかしこの散乱はシャープで、強度は非常に強く、転位ループの散漫散乱の理論計算で予測されていた「caustics」散乱と考えられる。転位ループのサイズは約10$AA$と推測される。

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