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論文

Absorbent property of fullerene for cesium isotope separation investigated using X-ray photoelectron spectroscopy

関口 哲弘; 横山 啓一; 魚住 雄輝*; 矢野 雅大; 朝岡 秀人; 鈴木 伸一; 矢板 毅

Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 5, p.161 - 164, 2018/11

長寿命放射性核種であるセシウム-135($$^{135}$$Cs)の除去に向け、Cs元素の同位体分離技術の確立を目指す。同位体選択的レーザー光分解により$$^{135}$$Cs原子が選択的に生成される。Cs原子($$^{135}$$Cs)とヨウ化セシウム分子($$^{133}$$CsI)との衝突による同位体交換を防ぐ目的で、Cs原子だけを選択的に捕集し、CsI分子を吸蔵しないような炭素材料の開発を行う。今回、吸蔵剤候補としてフラーレンC$$_{60}$$分子を用い、Csの深さ方向の濃度分布を評価する実験を行った。角度分解X線光電子分光法およびArイオンスパッター法を行い、室温におけるC$$_{60}$$固体へCs原子およびCsI分子がどの程度材料深部へ吸蔵されるかを調べた。CsI分子がC$$_{60}$$固体表面の浅い領域に堆積するのに対し、Cs原子はC$$_{60}$$固体深くに浸透するという実験結果を得た。Cs同位体分離のための選択吸蔵材料としてフラーレン固体が有望であることを示す結果である。

論文

STM-induced SiO$$_{2}$$ decomposition on Si(110)

矢野 雅大; 魚住 雄輝*; 保田 諭; 朝岡 秀人; 塚田 千恵*; 吉田 光*; 吉越 章隆

e-Journal of Surface Science and Nanotechnology (Internet), 16, p.370 - 374, 2018/08

Real-time scanning tunneling microscope (STM) measurements are performed during the thermal decomposition of an oxide layer on Si(110). Voids in which only oxide is removed are formed during the real-time measurements, unlike the thermal decomposition in which bulk Si is desorbed with oxide. Analysis of the STM images reveals that the measurement induces the decomposition of the oxide layer resulting from electron injection into the defect sites. The activation energy of thermal decomposition decreases by 0.4 eV in the range of 700-780$$^{circ}$$C.

論文

Characterization of SiO$$_{2}$$ reduction reaction region at void periphery on Si(110)

矢野 雅大; 魚住 雄輝*; 保田 諭; 塚田 千恵*; 吉田 光*; 吉越 章隆; 朝岡 秀人

Japanese Journal of Applied Physics, 57(8S1), p.08NB13_1 - 08NB13_4, 2018/07

 被引用回数:1 パーセンタイル:87.52(Physics, Applied)

We have observed time evolution of morphology and electronic state of oxide Si(110) during reduction process. We found metastable area and state by means of scanning tunneling microscope (STM) and X-ray photoemission spectroscopy (XPS), respectively.

論文

Uniform Si nano-dot fabrication using reconstructed structure of Si(110)

矢野 雅大; 魚住 雄輝*; 保田 諭; 朝岡 秀人

Japanese Journal of Applied Physics, 57(6S1), p.06HD04_1 - 06HD04_4, 2018/06

 被引用回数:3 パーセンタイル:60.22(Physics, Applied)

We have observed oxide decomposition process on Si(110). We have succeeded to observe metastable area and state by means of scanning tunneling microscope (STM) and X-ray photoemission spectroscopy (XPS), respectively.

論文

Si(111)7$$times$$7表面再構成過程のストレス変位

朝岡 秀人; 魚住 雄輝

表面科学, 37(9), p.446 - 450, 2016/09

表面に存在するストレスは成長原子の拡散、吸着過程などのカイネティクスを変化させるため、表面ストレスの解明・制御がナノ構造創製のために有力な手段となる。反射高速電子回折法と基板たわみ測定による、表面構造とストレスの同時観測により、水素終端Si(111)1$$times$$1表面へのGe成長に伴う水素脱離過程と、Si(111)7$$times$$7表面への水素原子の吸着過程のストレスをその場測定した。これらの結果、水素終端Si(111)1$$times$$1表面が、引っ張りストレスを有するSi(111)7$$times$$7表面から1.6-1.7N/m(=J/m$$^{2}$$)、or 1.3-1.4eV/(1$$times$$1 unit cell)表面エネルギーを緩和した状態であることが明らかとなり、表面数原子層で構成される微小領域の表面再構成構造に内在するストレスを捉えることに成功した。

論文

Silver photo-diffusion and photo-induced macroscopic surface deformation of Ge$$_{33}$$S$$_{67}$$/Ag/Si substrate

坂口 佳史*; 朝岡 秀人; 魚住 雄輝; 近藤 啓悦; 山崎 大; 曽山 和彦; Ailavajhala, M.*; Mitkova, M.*

Journal of Applied Physics, 120(5), p.055103_1 - 055103_10, 2016/08

 被引用回数:8 パーセンタイル:46.91(Physics, Applied)

Ge-chalcogenide films show various photo-induced changes, and silver photo-diffusion is one of them which attracts lots of interest. In this paper, we report how silver and Ge-chalcogenide layers in Ge$$_{33}$$S$$_{67}$$/Ag/Si substrate stacks change under light exposure in the depth by measuring time-resolved neutron reflectivity. It was found from the measurement that Ag ions diffuse all over the matrix Ge$$_{33}$$S$$_{67}$$ layer once Ag dissolves into the layer. We also found that the surface was macro-scopically deformed by the extended light exposure. Its structural origin was investigated by a scanning electron microscopy.

論文

Processes of silver photodiffusion into Ge-chalcogenide probed by neutron reflectivity technique

坂口 佳史*; 朝岡 秀人; 魚住 雄輝; 川北 至信; 伊藤 崇芳*; 久保田 正人; 山崎 大; 曽山 和彦; Sheoran, G.*; Mitkova, M.*

Physica Status Solidi (A), 213(7), p.1894 - 1903, 2016/07

 被引用回数:7 パーセンタイル:51.47(Materials Science, Multidisciplinary)

アモルファスGeカルコゲナイド/銀の界面において光を照射すると拡散が促進される。非破壊かつ時間分解で観測できるJ-PARC(写楽)の中性子反射率測定を用いて、光照射によってAgが初期の急速な拡散から緩やかな拡散と2段階のプロセスを経て、界面の拡散層が形成されている様子を捉えた。

論文

Measurement of transient photo-induced changes in thin films at J-PARC; Time-resolved neutron reflectivity measurements of silver photo-diffusion into Ge-chalcogenide films

坂口 佳史*; 朝岡 秀人; 魚住 雄輝; 川北 至信; 伊藤 崇芳*; 久保田 正人; 山崎 大; 曽山 和彦; Ailavajhala, M.*; Wolf, K.*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.031023_1 - 031023_6, 2015/09

アモルファスGeカルコゲナイド/銀の界面において光を照射すると拡散が促進される。非破壊かつ時間分解で観測できるJ-PARC(写楽)の中性子反射率測定を用いて、光照射によってAgが、初期の急速な拡散によるAg-richな層の形成と、緩やかな拡散によるAg-poorな層の形成と、2段階のプロセスを経て拡散が進行していることを明らかにした。

論文

Surface stress measurement of Si(111) 7$$times$$7 reconstruction by comparison with hydrogen-terminated 1$$times$$1 surface

朝岡 秀人; 魚住 雄輝

Thin Solid Films, 591(Part B), p.200 - 203, 2015/09

Siなど半導体最表面は、表面ダングリングボンドの数を減少させるように独自の再構成構造を示すことから、バルクとは異なる独自のストレスが存在すると考えられてきた。我々はSi(111)7$$times$$7再構成表面に水素終端処理を施すことによって1$$times$$1バルク構造を作製し、最表面構造の違いによるストレスの実測を試みた。その結果、これまで理論計算でのみ得られていたSi(111)7$$times$$7再構成構造に存在する引張応力を実測することに成功し、成長形態と密接な関係がある表面ストレスの評価を可能とした。

論文

Dynamics of silver photo-diffusion into Ge-chalcogenide films; Time-resolved neutron reflectometry

坂口 佳史*; 朝岡 秀人; 魚住 雄輝; 川北 至信; 伊藤 崇芳*; 久保田 正人; 山崎 大; 曽山 和彦; Ailavajhala, M.*; Latif, M. R.*; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 619(1), p.012046_1 - 012046_4, 2015/06

 被引用回数:8 パーセンタイル:1.93

アモルファスGeカルコゲナイド/銀の界面において光を照射すると拡散が促進される。非破壊かつ時間分解で観測できるJ-PARC(写楽)とISIS(INTER)の中性子反射率測定を用いて、拡散界面の解析を行った。その結果、光照射によって初期の急速なAg拡散によるAg-rich層の形成された後、その界面をほぼ一定に保ちながら、緩やかな拡散による第2のAg-poor層が形成される2段階のプロセスが進行していることが明らかになった。

論文

Unique surface structure formation on a Ge-covered Si(110)-16$$times$$2 surface

横山 有太*; 魚住 雄輝; 朝岡 秀人

Journal of Crystal Growth, 405, p.35 - 38, 2014/11

 被引用回数:1 パーセンタイル:85.32(Crystallography)

Si-Ge系のナノ構造をSi(110)-16$$times$$2表面に作製し、低次元構造の作製を試みた。蒸着量に応じて、新規のナノドット生成や、Si-Ge層による新規の表面再配列構造を見出した。特にSi-Geの表面再配列構造は1次元鎖を持ち、Geの濃度に応じて1次元鎖間の距離を自在に制御できる可能性を示した。

論文

Studies of silver photo diffusion dynamics in Ag/Ge$$_{x}$$S$$_{1-x}$$ ($$x$$=0.2 and 0.4) films using neutron reflectometry

坂口 佳史*; 朝岡 秀人; 魚住 雄輝; 川北 至信; 伊藤 崇芳*; 久保田 正人; 山崎 大; 曽山 和彦; Ailavajhala, M.*; Latif, R.*; et al.

Canadian Journal of Physics, 92(7/8), p.654 - 658, 2014/07

 被引用回数:12 パーセンタイル:30.76(Physics, Multidisciplinary)

アモルファスGeカルコゲナイド/銀の界面において光を照射すると拡散が促進される。非破壊かつ時間分解で観測できるJ-PARC(写楽)の中性子反射率測定を用いて、光照射によってAgが初期の急速な拡散から緩やかな拡散と2段階のプロセスを経て、界面の拡散層が形成されている様子を捉えた。

口頭

Si(110)表面へのGe蒸着による新規低次元ナノ構造形成

横山 有太; 魚住 雄輝; 朝岡 秀人

no journal, , 

本研究では、長周期1次元構造を有するSi(110)-16$$times$$2再構成表面上へGeを真空蒸着することで、新奇Si-Geナノ構造の作製を目指した。室温の表面へGeを1原子層ほど蒸着した後、約700$$^{circ}$$Cで加熱することで、基板のSi(110)-16$$times$$2構造とは異なるストライプ構造を持つ再構成表面が形成された。これは、表面のSi原子とGe原子がミキシングを起こしたSi-Geによる構造であると考えられる。また、この構造はこれまでに報告されているSi(110)表面上Si-Ge構造とも異なることから、新しい再構成構造であるといえる。この構造は1次元異方性を有することから、本表面上へ作製した薄膜への異方的ストレス印加が期待される。

口頭

Stress evolution during Si surface reconstruction

朝岡 秀人; 魚住 雄輝; 横山 有太; 山口 憲司

no journal, , 

自己組織化によるナノ構造制御には、成長カイネティクスを左右する表面ストレス制御がキーテクノロジーとなる。われわれは複雑なSi(111)再構成構造に内在する等方ストレスを、レーザーによる基板のたわみを実測したストレス遷移と、電子線を利用したRHEEDの同時測定を通して評価した。その結果、バルク構造を持つ水素終端表面と、水素終端のない清浄再構成表面とのストレス差を実験的に捉えることに成功するなど、ナノ構造とストレスとの密接な関係を見いだした。

口頭

Unique surface structure formation on Ge covered Si(110) surface

横山 有太; 魚住 雄輝; 朝岡 秀人

no journal, , 

本研究では、ストライプ構造を有するSi(110)-16$$times$$2再構成表面へGe原子をMBEにより蒸着することで、新たなSi-Geナノ構造の作製を目指した。室温のSi表面へGeをおよそ1原子層蒸着した後、700$$^{circ}$$Cで加熱することで、基板の16$$times$$2構造とは異なる方向、間隔をもつ新たなストライプ構造が形成されることを見いだした。これは、表面のSi原子とGe原子が混ざり合ったSi-Geによる構造であると考えられる。また、Geの蒸着量や加熱温度により、ストライプの方向や間隔が変化することも明らかとなった。この表面は、特定の方向のみに沿ったストライプ構造により構成されており、大きな異方性をもつ。本表面上へ薄膜を作製した場合、薄膜への異方的ストレス印加が期待される。薄膜へのストレス印加による表面物性の変化は非常に興味深い分野であり、本研究で得られた表面を用いることで、今後さらなる研究の発展が期待される。

口頭

アモルファスGeカルコゲナイド薄膜への銀の光拡散の中性子反射率測定による研究,2

坂口 佳史*; 朝岡 秀人; 魚住 雄輝; 川北 至信; 伊藤 崇芳*; 久保田 正人; 山崎 大; Ailavajhala, M.*; Rizwanlatif, M.*; Mitkova, M.*

no journal, , 

アモルファスGeカルコゲナイド/銀薄膜に光を照射すると、銀がアモルファスGeカルコゲナイド層に拡散する。我々は、この銀の光拡散の膜厚方向へのダイナミクスを明らかにするため、光照射下の時分割中性子反射率測定を行っている。カルコゲナイド層Ge40S60の厚みを変えた場合、光照射を行う方向をAg側からGe40S60側に変えた場合、さらにはGe濃度を変えた場合の拡散状態の変化について報告する。

口頭

中性子反射率測定法によるGeカルコゲナイド薄膜への銀の光拡散の研究,2

坂口 佳史*; 朝岡 秀人; 魚住 雄輝; 川北 至信; 伊藤 崇芳*; 久保田 正人; 山崎 大; 曽山 和彦; Ailavajhala, M.*; Lativ, M. R.*; et al.

no journal, , 

アモルファスGeカルコゲナイド/銀の界面において光を照射すると拡散が促進される。非破壊かつ時間分解で観測できるJ-PARC(写楽)の中性子反射率測定を用いて、界面での拡散層の広がりを捉えることに成功した。フーリエ変換による拡散層の時間変化を基に拡散ダイナミクスについて議論する。

口頭

Time-resolved neutron reflectivity measurements of Ag/Ge-chalcogenide films during illumination by visible light; Investigation of the silver photo-diffusion kinetics

坂口 佳史*; 朝岡 秀人; 魚住 雄輝; 川北 至信; 伊藤 崇芳*; 久保田 正人; 山崎 大; 曽山 和彦; Ailavajhala, M.*; Latif, R.*; et al.

no journal, , 

アモルファスGeカルコゲナイド/銀の界面において光を照射すると拡散が促進される。非破壊かつ時間分解で観測できるJ-PARC(写楽)や、ISIS(INTER)の中性子反射率測定を用いて、光照射によってAgが初期の急速な拡散から緩やかな拡散と2段階のプロセスを経て、界面の拡散層が形成されている様子を捉えた。

口頭

Ge/Si(111)ヘテロエピタキシャル成長過程におけるSi(111)7$$times$$7表面再構成ストレスのその場観察

魚住 雄輝; 山崎 竜也*; 朝岡 秀人

no journal, , 

Si(111)表面ではダイマーやアドアトム形成により表面エネルギーが減少した再構成構造を形成し、バルクと異なる表面特有のストレスを有することがD.Vanderbiltらによる理論計算によって示されている。我々は、Si(111)7$$times$$7および水素終端処理を施したH-Si(111)1$$times$$1にGeをヘテロエピタキシャル成長させ、反射高速電子回折(RHEED)法と、表面ストレス測定(MOS)法を用いて再構成構造ストレスのその場観察を試みた。両者の再構成構造形成時のストレス差より、Si(111)7$$times$$7再構成構造形成時の表面ストレス値(1.6N/m)を実験的に観測することに成功し、その値は計算値とも良い一致を示した。

口頭

Si(111)7$$times$$7再構成表面ストレスのその場測定

朝岡 秀人; 魚住 雄輝; 鈴木 翔太*; 山口 憲司

no journal, , 

表面に存在するストレスは成長原子の拡散、吸着過程などのカイネティクスを変化させるため、表面ストレスの解明・制御がナノ構造創製のために有力な手段となる。我々はSi(111)7$$times$$7再構成構造に内在するストレスを実験的に捉えるため、Ge/Si(111)ヘテロ成長過程のストレス変化の観測に加え、水素終端表面と、清浄再構成表面とのストレス差から、最表面の再構成構造に起因するストレスを実験的に捉えることに成功した。

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