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論文

IFMIF/EVEDA原型加速器用入射器の現状

神藤 勝啓; 市川 雅浩; 高橋 康之*; 久保 隆司*; 堤 和昌; 菊地 孝行; 春日井 敦; 杉本 昌義; Gobin, R.*; Girardot, P.*; et al.

Proceedings of 11th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.1009 - 1012, 2014/10

http://www.pasj.jp/web_publish/pasj2014/proceedings/PDF/SUP0/SUP025.pdf

加速器駆動型中性子源を用いた核融合炉材料開発施設である国際核融合炉材料照射施設(IFMIF)の工学実証のための原型加速器の開発が進められている。この加速器は入射器、RFQ及び超伝導リナックで構成された重陽子線形加速器であり、9MeV/125mAの連続ビーム生成を目指している。入射器はフランス原子力庁サクレー研究所(CEA Saclay)で2012年秋まで100keV/140mAの陽子及び重陽子の連続ビーム試験を行った。ビーム試験終了後、この入射器は青森県六ケ所村の国際核融合エネルギー研究センター(IFERC)に搬送された。IFERCでIFMIF/EVEDA原型加速器として駆動するための第一段階として、2014年夏より更なる品質向上を目指した入射器のビーム試験を行うために2013年末より入射器の据付作業を開始した。本発表ではCEA Saclayでのビーム試験の結果、IFERCでの入射器の据付状況について報告する。

論文

The Possible interplanetary transfer of microbes; Assessing the viability of ${it Deinococcus}$ spp. under the ISS environmental conditions for performing exposure experiments of microbes in the Tanpopo mission

河口 優子*; Yang, Y.*; 川尻 成俊*; 白石 啓祐*; 高須 昌子*; 鳴海 一成*; 佐藤 勝也; 橋本 博文*; 中川 和道*; 谷川 能章*; et al.

Origins of Life and Evolution of Biospheres, 43(4-5), p.411 - 428, 2013/10

https://doi.org/10.1007/s11084-013-9346-1
 被引用回数：21 パーセンタイル：27.21(Biology)

In the Tanpopo mission, we have proposed to carry out experiments on capture and space exposure of microbes at the Exposure Facility of the Japanese Experimental Module of the International Space Station (ISS). Microbial candidates for the exposure experiments in space include ${it Deinococcus}$ spp. We have examined the survivability of ${it Deinococcus}$ spp. under the environmental conditions in ISS in orbit. A One-year dose of heavy-ion beam irradiation did not affect the viability of ${it Deinococcus}$ spp. within the detection limit. Exposure of various thicknesses of deinococcal cell aggregates to UV radiation revealed that a few hundred micrometer thick aggregate of deinococcal cells would be able to withstand the solar UV radiation on ISS for 1 year. We concluded that aggregated deinococcal cells will survive the yearlong exposure experiments. We propose that microbial cells can aggregate as an ark for the interplanetary transfer of microbes, and we named it "massapanspermia".

論文

Energy dependence of nonlinear effects of sputtering yields of Si bombarded with 10-540-keV C$$_{60}$$ ions

鳴海 一雅; 楢本 洋*; 山田 圭介; 齋藤 勇一; 千葉 敦也; 高橋 康之*; 前田 佳均

JAEA-Review 2011-043, JAEA Takasaki Annual Report 2010, P. 155, 2012/01

https://doi.org/10.11484/jaea-review-2011-043

10-540keV C$$_{60}$$イオンをSiに照射した場合のスパッタリング収量を測定した。C$$_{60}$$イオン照射によるSiのスパッタリング収量は100keV近辺で最大になり、C$$_{60}$$イオン1個あたり約600個となった。Sigmundの理論及びSRIM2008によって求めた同速度のC単原子イオンによるスパッタリング収量と比較したところ顕著な非線形効果を見いだした。非線形効果の指標となる入射C原子あたりのスパッタリング収量の比は最大で約12になり、一方10keVではほぼ1となった。さらに、クラスターイオンの構成原子数を$${it n}$$とすると、スパッタリング収量は$${it n}$$$$^{2}$$には依存しないことがわかった。以上の結果は、非線形効果の起源が熱スパイクモデルではなく、密な衝突カスケードによるものであることを支持する。

論文

Secondary ion emission from PTFE upon C$$_{60}$$ ion impacts

平田 浩一*; 齋藤 勇一; 千葉 敦也; 山田 圭介; 高橋 康之*; 鳴海 一雅; 神谷 富裕

JAEA-Review 2011-043, JAEA Takasaki Annual Report 2010, P. 156, 2012/01

https://doi.org/10.11484/jaea-review-2011-043

Secondary ion (SI) yields from a Poly(tetrafluoroethylene) (PTFE) target for C$$_{60}$$ ion impacts were measured with an energy range from 30 keV to 270 keV by time-of-flight (TOF) SI mass analysis combined with SI electric current measurements. As a result, the use of impacts of C$$_{60}$$ ion with the increased incident energies (60 keV C$$_{60}$$$$^+$$, 120 keV C$$_{60}$$$$^+$$ and 270 keV C$$_{60}$$$$^{2+}$$) provided higher yields of the characteristic positive SIs for PTFE than those of lower energy C$$_{60}$$ ions (30-keV C$$_{60}$$$$^+$$) and advantageous for highly sensitive chemical analysis of PTFE.

論文

Measurement of divergence angles classified by charge-state combination of C$$_2$$$$^+$$ constituents passing through a thin carbon foil

千葉 敦也; 齋藤 勇一; 鳴海 一雅; 高橋 康之; 山田 圭介; 金子 敏明*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 269(9), p.824 - 828, 2011/05

https://doi.org/10.1016/j.nimb.2010.12.002
 被引用回数：3 パーセンタイル：68.93(Instruments & Instrumentation)

高速クラスターイオンと物質との相互作用で発現する近接効果の機構を解明するためには、固体中でのクラスター解離イオン相互の核間距離と電荷の関係を明確にする必要がある。そこで、薄膜で解離した6-MeV C$$_2$$$$^+$$構成イオンの発散角と電荷の同時測定を行い、C$$_2$$$$^+$$の振動励起状態、構成イオン誘起電子によるウエイク効果及び構成イオン間のクーロン相互作用を考慮したモンテカルロ軌道計算により発散角分布を再現する薄膜内部での構成イオンの軌道を模擬した。その結果、初期核間距離が長いほど薄膜透過後の構成イオンの電荷は大きくなることが定量的に示された。

論文

Secondary ion counting for surface-sensitive chemical analysis of organic compounds using time-of-flight secondary ion mass spectroscopy with cluster ion impact ionization

平田 浩一*; 齋藤 勇一; 千葉 敦也; 山田 圭介; 高橋 康之*; 鳴海 一雅

Review of Scientific Instruments, 82(3), p.033101_1 - 033101_5, 2011/03

https://doi.org/10.1063/1.3541799
 被引用回数：8 パーセンタイル：55.29(Instruments & Instrumentation)

We report suitable secondary ion (SI) counting for surface-sensitive chemical analysis of organic compounds using time-of-flight (TOF) SI mass spectroscopy, based on considerably higher emission yields of SIs induced by cluster ion impact ionization. A SI counting system for a TOF SI mass spectrometer was developed using a fast digital storage oscilloscope, which allows us to perform various types of analysis as all the signal pulses constituting TOF SI mass spectra can be recorded digitally in the system. Effects of the SI counting strategy on SI mass spectra were investigated for C$$_8$$ and C$$_{60}$$ cluster ion impacts on an organically contaminated silicon wafer and on polytetrafluoroethylene targets by comparing TOF SI mass spectra obtained from the same recorded signals with different SI counting procedures. Our results show that the use of a counting system, which can cope with high SI yields is necessary for quantitative analysis of SI mass spectra obtained under high SI yield per impact conditions, including the case of cluster ion impacts on organic compounds.

論文

Relationship between internuclear distance and charge state of constituent ions resulting from foil-induced dissociation of C$$_2$$$$^+$$ ions

千葉 敦也; 齋藤 勇一; 鳴海 一雅; 高橋 康之; 山田 圭介; 金子 敏明*

JAEA-Review 2010-065, JAEA Takasaki Annual Report 2009, P. 163, 2011/01

http://jolissrch-inter.tokai-sc.jaea.go.jp/pdfdata/JAEA-Review-2010-065.pdf

クラスターイオン特有の照射効果(近接効果)はクラスターからの解離イオン間の距離に依存すると考えられる。解離イオンと固体中の原子核や電子との相互作用の多くはイオンの電荷に強く依存することから、近接効果の発現機構の解明において、固体中でのクラスター解離イオン相互の核間距離と電荷は極めて重要な要素である。そこで、薄膜に入射するC$$_2$$$$^+$$解離イオンの初期核間距離と薄膜透過後の最終電荷の関係を明らかにするために、解離イオンの電荷と発散角を同時測定し、発散角分布から初期核間距離をクーロン相互作用のみを考慮したシンプルな軌道計算によって見積もった。その結果は解離イオンの最終電荷が初期核間距離に強く依存することを示唆するものであった。

論文

Comparison of secondary ion emission yields for poly-tyrosine between cluster and heavy ion impacts

平田 浩一*; 齋藤 勇一; 千葉 敦也; 山田 圭介; 高橋 康之; 鳴海 一雅

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 268(19), p.2930 - 2932, 2010/10

https://doi.org/10.1016/j.nimb.2010.05.011
 被引用回数：3 パーセンタイル：68.37(Instruments & Instrumentation)

Emission yields of secondary ions necessary for the identification of poly-tyrosine were compared for incident ion impacts of energetic cluster ions (0.8 MeV C$$_{8}$$$$^{+}$$, 2.4 MeV C$$_{8}$$$$^{+}$$, and 4.0 MeV C$$_{8}$$$$^{+}$$) and swift heavy monoatomic molybdenum ions (4.0 MeV Mo$$^{+}$$ and 14 MeV Mo$$^{4+}$$) with similar mass to that of the cluster by time-of-flight secondary ion mass analysis combined with secondary ion electric current measurements. The comparison revealed that (1) secondary ion emission yields per C$$_{8}$$$$^{+}$$ impact increase with increasing incident energy within the energy range examined, (2) the 4.0 MeV C$$_{8}$$$$^{+}$$ impact provides higher emission yields than the impact of the monoatomic Mo ion with the same incident energy (4.0 MeV Mo$$^{+}$$), and (3) the 2.4 MeV C$$_{8}$$$$^{+}$$ impact exhibits comparable emission yields to that for the Mo ion impact with higher incident energy (14 MeV Mo$$^{4+}$$). Energetic cluster ion impacts effectively produce the characteristic secondary ions for poly-tyrosine, which is advantageous for highly sensitive amino acid detection in proteins using time-of-flight secondary ion mass analysis.

論文

Vicinage effect on secondary-electron emission in the forward direction from amorphous carbon foils induced by swift C$$_{2}$$$$^{+}$$ ions

高橋 康之; 鳴海 一雅; 千葉 敦也; 齋藤 勇一; 山田 圭介; 石川 法人; 須貝 宏行; 前田 佳均

EPL; A Letters Journal Exploring the Frontiers of Physics, 88(6), p.63001_1 - 63001_6, 2009/12

https://doi.org/10.1209/0295-5075/88/63001
 被引用回数：6 パーセンタイル：55.09(Physics, Multidisciplinary)

膜厚が大きく異なる炭素薄膜標的(1.4$$sim$$150$$mu$$g/cm$$^{2}$$)に対して62.5$$sim$$250keV/uのC$$_{2}$$$$^{+}$$を照射し、薄膜の前方に放出される二次電子の収量測定を行った。近接効果の評価には、二次電子収量比R$$_{2}$$=$$gamma$$$$_{2}$$/2$$gamma$$$$_{1}$$を用いた。ここで$$gamma$$$$_{2}$$と$$gamma$$$$_{1}$$は各々C$$_{2}$$$$^{+}$$とC$$_{1}$$$$^{+}$$衝突による二次電子収量である。62.5keV/uでは膜厚61$$sim$$150$$mu$$g/cm$$^{2}$$で近接効果の消失(R$$_{2}$$=1)を初めて観測した。遮蔽クーロンポテンシャルを適用して標的中での解離イオンの軌道計算を行い、標的出口におけるR$$_{2}$$の核間距離依存性を評価した。その結果、62.5keV/uでは近接効果が消失するしきい核間距離は、電子励起過程の場合より十分大きい0.6$$sim$$2.3nmに存在し、またしきい核間距離は速度とともに増加することを明らかにした。これらの結果は、励起電子の輸送過程と標的内部のイオンの電荷が近接効果の発現に対して重要であることを示す。輸送過程において、解離イオンの電荷に応じて誘起されるポテンシャルに起因した励起電子の捕獲・散乱の二次電子放出の抑制モデルを検討した。

論文

Radiation-induced graft polymerization of styrene into a poly(ether ether ketone) film for preparation of polymer electrolyte membranes

長谷川 伸; 佐藤 賢*; 成田 正*; 鈴木 康之; 高橋 周一; 森下 憲雄; 前川 康成

Journal of Membrane Science, 345(1-2), p.74 - 80, 2009/12

https://doi.org/10.1016/j.memsci.2009.08.030
 被引用回数：28 パーセンタイル：28.35(Engineering, Chemical)

高温での機械特性に優れた芳香族炭化水素高分子である結晶性ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)膜へのスチレンの放射線グラフト重合において、示差走査熱量測定法(DSC),熱重量分析(TGA),X-線回折(XRD),電子スピン共鳴(ESR)を用いてその固相反応機構と膜構造を詳細に調べた。熱分析によりスチレンのグラフト重合が、PEEKの非晶質領域で進行していることがわかった。このことは、ポリスチレングラフト鎖が、基材であるPEEK膜と類似の炭化水素構造を持つため、PEEK膜の非晶相と相容性を有しているためであると考えられる。グラフトPEEK膜は、後スルホン化することで0.01S/cmの電気伝導度と、100%以上の高い含水率を示し、PEEK基材電解質膜に転換可能であることがわかった。

論文

クラスターイオン加速のための荷電変換ガスの探索

齋藤 勇一; 千葉 敦也; 鳴海 一雅; 高橋 康之

JAEA-Conf 2008-012, p.130 - 133, 2009/03

http://jolissrch-inter.tokai-sc.jaea.go.jp/pdfdata/JAEA-Conf-2008-012-1.pdf

TIARAタンデム加速器を用いたMeV領域クラスターイオンビームの大電流化の一環として、荷電変換ガスに着目してクラスター加速の高効率化を試みた。タンデム加速器によるクラスターイオンの加速では、ほとんどのクラスターイオンは高電圧ターミナル内の荷電変換ガスとの衝突で解離してしまい、クラスターのまま正イオンに荷電変換され、再び加速されて加速器から供給されるものはわずかである。このいわゆる透過率はおもにターゲットガスの密度と種類に依存すると考えられる。そこで、C$$_{2}$$, C$$_{4}$$, C$$_{8}$$クラスターイオンを用いて、透過率とガスの密度の関係をヘリウム及び窒素を用いて測定した。この結果、ヘリウムの方がタンデム加速器で通常用いられる窒素より透過率が向上することを明らかにした。具体的には、C$$_{8}$$イオン加速では、透過率を20%改善することに成功した。なお、ガス密度依存性については、両者とも真空度に換算して2$$times$$10$$^{-6}$$Pa付近で透過率のピーク値が得られる傾向を示した。

論文

高速炭素クラスターイオンにおける薄膜透過後の平均電荷とその入射配向依存性

千葉 敦也; 齋藤 勇一; 鳴海 一雅; 阿達 正浩; 山田 圭介; 高橋 康之; 金子 敏明*

JAEA-Conf 2008-012, p.84 - 86, 2009/03

http://jolissrch-inter.tokai-sc.jaea.go.jp/pdfdata/JAEA-Conf-2008-012-1.pdf

MeV領域のエネルギーを持つ重イオンクラスターと物質との衝突反応機構の解明に向け、薄膜を透過したクラスター解離イオンの電荷と薄膜入射時のクラスター構成イオンの空間配置との関係を調べている。今回は、薄膜(1$$mu$$g/cm$$^{2}$$)を透過したC$$_{2}$$$$^{+}$$(6MeV)の解離イオンの発散角と電荷の同時測定を試みた。解離した2つのイオンの電荷の組合せごとの発散角強度分布を粒子軌道計算で再現することにより、膜内での解離イオンの軌道を算出し、C$$_{2}$$$$^{+}$$の入射配向と発散角を対応づけることで、解離イオンの平均電荷と入射配向の関係を得た。その結果、入射配向が膜面に対して鋭角なほど解離イオンの平均電荷は大きくなる傾向にあることを実験により初めて明らかにした。

論文

The H-Invitational Database (H-InvDB); A Comprehensive annotation resource for human genes and transcripts

山崎 千里*; 村上 勝彦*; 藤井 康之*; 佐藤 慶治*; 原田 えりみ*; 武田 淳一*; 谷家 貴之*; 坂手 龍一*; 喜久川 真吾*; 嶋田 誠*; et al.

Nucleic Acids Research, 36(Database), p.D793 - D799, 2008/01

https://doi.org/10.1093/nar/gkm999
 被引用回数：50 パーセンタイル：23.82(Biochemistry & Molecular Biology)

ヒトゲノム解析のために、転写産物データベースを構築した。34057個のタンパク質コード領域と、642個のタンパク質をコードしていないRNAを見いだすことができた。

口頭

薄膜を透過したC$$_{2}$$$$^{+}$$解離イオンの平均電荷の入射配向依存性

千葉 敦也; 齋藤 勇一; 鳴海 一雅; 山田 圭介; 高橋 康之

no journal, , 

MeV領域のエネルギーを持つ重イオンクラスターと物質との衝突反応機構を解明するため、薄膜を透過したクラスター解離イオンの電荷と薄膜入射時のクラスター構成イオンの空間配置との関係を調べている。今回は、炭素膜(1$$mu$$g/cm$$^{2}$$)を透過したC$$_{2}$$$$^{+}$$(3MeV/atom)の解離イオンの発散角と電荷の同時測定を行った。解離イオンの電荷の組合せごとに発散角強度分布から膜内での解離前の励起分布や解離イオンの平均電荷及び散乱断面積を求めてC$$_{2}$$$$^{+}$$の入射配向に対する解離イオンの軌道を計算し、発散角と入射配向の相関を得た。実験で得られた解離イオンの電荷と発散角の関係から電荷の入射配向依存性を調べた結果、入射配向が膜面に対して鋭角なほど膜を透過した解離イオンの平均電荷は大きくなる傾向にあることがわかった。

口頭

クラスターイオン加速のためのタンデム加速器荷電変換ガスの検討,2

齋藤 勇一; 千葉 敦也; 鳴海 一雅; 高橋 康之

no journal, , 

TIARAタンデム加速器におけるMeV領域クラスターイオンビームの大電流化の一環として、荷電変換ガスに着目してクラスター加速の高効率化を試みている。タンデム加速器によるクラスターイオンの加速では、ほとんどのクラスターイオンは高電圧ターミナル内の荷電変換ガスとの衝突で解離するため、クラスターのまま正イオンに荷電変換後、再び加速されて加速器から供給されるものはわずかである。このいわゆる透過率はおもにターゲットガスの密度と種類に依存すること、ガス密度に対しては、ガス流量を微細に制御することにより、最適値が得られることが考えられた。そこで、ガスの種類に対しての透過率の変化を調べるため、C$$_4$$, C$$_8$$, C$$_{10}$$について窒素及びヘリウムを用いて透過率を測定し、比較した。その結果、ヘリウムの方がタンデム加速器で通常用いられている窒素と比べ透過率が高く、クラスター加速により適していることを明らかにした。また、クラスター構成原子数が多いほど透過率の差が拡大し、C$$_8$$で20%, C$$_{10}$$で30%, それぞれ透過率を向上することに成功した。

口頭

イオンビーム解析法による低エネルギーC$$_{60}$$イオンのスパッタリング効果の評価,2

鳴海 一雅; 楢本 洋*; 高橋 康之; 山田 圭介; 齋藤 勇一; 千葉 敦也; 阿達 正浩; 前田 佳均

no journal, , 

20$$sim$$100keV C$$_{60}$$$$^{+}$$, 200$$sim$$400keV C$$_{60}$$$$^{2+}$$イオンを照射したSi(100)ウェハーについて、Siのスパッタリング収量を評価した。Si(100)試料は、事前に200keV Ar$$^{+}$$イオンを5$$times$$10$$^{15}$$ Ar/cm$$^{2}$$照射して表面近傍を非晶質化し、非晶質層の厚さの変化をチャネリング法を併用したラザフォード後方散乱(RBS)法によって測定した。得られたスパッタリング収量は入射C$$_{60}$$イオン1個あたり100$$sim$$600Si原子という値になり、100keV近辺にピークを持つ。炭素原子1個あたりのスパッタリング収量に換算すると、等速のXeイオンによるスパッタリング収量と同程度か倍程度に相当し、非常に顕著なクラスター効果を示すことがわかった。講演では、単原子イオンによるスパッタリングに対するSigmundの理論等と比較して、スパッタリング収量のエネルギー依存性を議論する。

口頭

高速炭素クラスターイオン衝突による非晶質炭素薄膜からの二次電子放出

高橋 康之; 鳴海 一雅; 千葉 敦也; 齋藤 勇一; 山田 圭介; 石川 法人; 須貝 宏行; 前田 佳均

no journal, , 

0.75$$sim$$3.0MeV/atom(1.6v$$_{0}$$-3.2v$$_{0}$$)のC$$_{n}$$$$^{+}$$(n=2,3,4)をビーム軸に対して45$$^{circ}$$傾斜した膜厚1.4-147.1$$mu$$g/cm$$^{2}$$(70$$sim$$7350${AA}$)の非晶質炭素薄膜標的へ入射させ、薄膜の前方及び後方に放出される二次電子収量をマイクロチャンネルプレートにより同期測定した。まず1.6v$$_{0}$$のC$$_{n}$$$$^{+}$$(n=2,3,4)を用いて、二次電子収量比R$$_{n}$$=$$gamma$$(C$$_{n}$$)/n$$gamma$$(C$$_{1}$$)の膜厚依存性を調べた。ここで$$gamma$$(C$$_{n}$$)と$$gamma$$(C$$_{1}$$)は、各々C$$_{n}$$$$^{+}$$とC$$_{1}$$$$^{+}$$衝突による二次電子収量である。前方に放出される場合には、$$sim$$5000オングストロームの膜厚で近接効果の消失が観測された。そこでC$$_{2}$$$$^{+}$$の場合について薄膜出口での解離イオンの核間距離を計算し、R$$_{2}$$の核間距離依存性を評価した。1.6v$$_{0}$$では近接効果が消失する解離イオンの核間距離は$$sim$$30オングストロームとなった。一方、電子励起過程の近接効果は$$sim$$オングストロームの核間距離で消失することが報告されている。したがって、これは二次電子放出の近接効果が電子励起過程以外にも起因していることを示唆する。

口頭

高速炭素クラスターイオン衝突による炭素薄膜からの二次電子放出

高橋 康之; 鳴海 一雅; 千葉 敦也; 齋藤 勇一; 山田 圭介; 石川 法人; 須貝 宏行; 前田 佳均

no journal, , 

62.5-250keV/uのC$$_{2}$$$$^{+}$$を膜厚1.4-150$$mu$$g/cm$$^{2}$$(70-7500${AA}$)の炭素薄膜標的へ入射し、薄膜の前方及び後方に放出される二次電子の収量をMCP検出器により同時測定した。二次電子収量比R$$_{2}$$=$$gamma$$$$_{2}$$/2$$gamma$$$$_{1}$$により近接効果を評価した。ここで$$gamma$$$$_{2}$$と$$gamma$$$$_{1}$$は各々C$$_{2}$$$$^{+}$$とC$$_{1}$$$$^{+}$$衝突による二次電子収量である。62.5keV/uでは膜厚61-150$$mu$$g/cm$$^{2}$$において前方で近接効果の消失(R$$_{2}$$=1)を初めて観測した。R$$_{2}$$の核間距離依存性を軌道計算により評価した結果、62.5keV/uでは近接効果が消失するしきい核間距離が0.6-2.3nmに存在することが明らかになった。またしきい核間距離は速度とともに増加し、250keV/uでは核間距離が7nmに達しても近接効果が発現することがわかった。この結果は、電子励起過程の近接効果が消失する核間距離より十分大きく、近接効果の発現機構が励起電子の輸送過程や透過過程にも起因することを示す。輸送過程において、解離イオンの電荷に応じて誘起されるポテンシャルによる二次電子放出の抑制モデルを検討した。

口頭

Vicinage effect on secondary-electron emission from amorphous carbon foils induced by swift C$$_{2}$$$$^{+}$$ ions

高橋 康之; 鳴海 一雅; 千葉 敦也; 齋藤 勇一; 山田 圭介; 石川 法人; 須貝 宏行; 前田 佳均

no journal, , 

62.5-250keV/uのC$$_{2}$$$$^{+}$$をビーム軸に対して45$$^{circ}$$傾けて設置した膜厚1.4-150$$mu$$g/cm$$^{2}$$(70-7500${AA}$)の炭素薄膜標的へ入射し、薄膜の前後方向に放出される二次電子の収量をMCP検出器により同時測定した。近接効果は二次電子収量比R$$_{2}$$=$$gamma$$$$_{2}$$/2$$gamma$$$$_{1}$$により評価した。ここで$$gamma$$$$_{2}$$と$$gamma$$$$_{1}$$は各々C$$_{2}$$$$^{+}$$とC$$_{1}$$$$^{+}$$衝突による二次電子収量である。62.5keV/uでは膜厚61-150$$mu$$g/cm$$^{2}$$において前方で近接効果の消失(R$$_{2}$$=1)を初めて観測した。軌道計算によりR$$_{2}$$の核間距離依存性を評価した結果、62.5keV/uでは近接効果が消失するしきい核間距離が0.6-2.3nmに存在することが明らかになった。またしきい核間距離は速度とともに増加し、250keV/uでは核間距離が7nmに達しても近接効果が発現することがわかった。この結果は、電子励起過程の近接効果が消失する核間距離より十分大きく、近接効果の発現機構が励起電子の輸送過程や透過過程にも起因することを示す。輸送過程において、解離イオンの電荷に応じて誘起されるポテンシャルによる励起電子の捕獲・散乱の二次電子放出の抑制モデルを検討した。

口頭

薄膜を通過させた高速クラスターイオンの電荷測定; クラスターの配向角度と構造の選別

千葉 敦也; 齋藤 勇一; 鳴海 一雅; 高橋 康之; 山田 圭介; 金子 敏明*

no journal, , 

MeVエネルギーのクラスターイオン(高速クラスターイオン)と固体ターゲットとの衝突では、数${AA}$程度の空間領域に複数の高速原子が存在するため個々のクラスター構成原子による固体電子の励起反応場が干渉すると考えられる。われわれはこうしたクラスターイオン特有の衝突現象を理解するために数MeV/atom程度に加速した3原子までの小規模な高速クラスターイオンを炭素薄膜に照射し、薄膜中で解離してイオン化したクラスターの構成原子(解離イオン)が拡散しながら膜を出た後の空間配置と電荷を同時測定した。得られた解離イオンの空間配置から薄膜内部での解離イオンの空間配置を計算し、電荷との関係を調べた結果、固体中での解離イオンの電荷はクラスターの構造や薄膜への入射配向角度に依存することがわかった。

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