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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(
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Cs原子が選択的に生成される。Cs原子(Cs)とヨウ化セシウム分子(
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
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固体表面の浅い領域に堆積するのに対し、Cs原子はC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。
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
C.
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：2 パーセンタイル：7.89(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.
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：4 パーセンタイル：17.00(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.
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)11表面へのGe成長に伴う水素脱離過程と、Si(111)77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)11表面が、引っ張りストレスを有するSi(111)77表面から1.6-1.7N/m(=J/m
)、or 1.3-1.4eV/(11 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。
S
/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：13 パーセンタイル：46.14(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 GeS/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 GeS 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.
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：31.36(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。
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。
7 reconstruction by comparison with hydrogen-terminated 11 surface朝岡 秀人; 魚住 雄輝
Thin Solid Films, 591(Part B), p.200 - 203, 2015/09
被引用回数：2 パーセンタイル：8.97(Materials Science, Multidisciplinary)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)77再構成表面に水素終端処理を施すことによって11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)77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。
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：94.89(Engineering, Electrical & Electronic)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。
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：10.96(Crystallography)Si-Ge系のナノ構造をSi(110)-162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。
S
(
=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：13 パーセンタイル：60.38(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。
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.*; Mitkova, M.*
no journal, ,
アモルファスGeカルコゲナイド/銀への光照射により界面拡散が促進される。非破壊で観測できるJ-PARC(写楽)の中性子反射率測定を用いて、Agの2段階拡散プロセスのうち、初期の拡散層が光照射とともに急速に形成される様子を時間分解測定によって捉えた。
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)-162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700Cで加熱することで、基板のSi(110)-162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。
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。
7とH-Si(111)11の表面ストレス差計測魚住 雄輝; 朝岡 秀人
no journal, ,
表面ストレスは、基板上への薄膜成長時における表面モフォロジー、結晶化度、結晶構造等の薄膜成長メカニズムを決定する重要なパラメータの1つであり、その理解を深めることは自己組織化によるナノ構造制御手法を確立するうえで重要なタスクである。本研究では、Si(111)77再構成表面の内在ストレス値を評価するため、基板ストレス測定装置を用いて以下の実験を行った。Si(111)77基板、および水素終端処理を施したH-Si(111)11基板を超高真空チャンバ内に投入し、MBE法によるGe蒸着過程のストレスその場観察を実施した。その結果、Geの膜厚に比例して増加する圧縮ストレスを捉え、両者の比較により77構造と11構造のストレス差:1.6N/mを実験的に観測することに成功した。次に、380Cに加熱したSi(111)77基板への原子状水素照射過程におけるストレスその場観察およびRHEEDによる構造解析を実施した結果、原子状水素の照射開始と同時に77構造から11構造へとストリークパターンが変化し、H-Si(111)11形成過程のその場観察に成功した。また、表面構造変化と同時にストレスは急激な緩和を示し、その後も緩やかに緩和が侵攻した結果、380C・5,000Langmuir条件で1.7N/mを示した。本実験結果で得たSi(111)77再構成構造に内在する表面ストレス値は1.6-1.7N/mであり、この値は理論計算値1.66N/mと良い一致を示していた。
魚住 雄輝; 山崎 竜也*; 朝岡 秀人
no journal, ,
表面ストレス測定装置と反射高速電子線回折(RHEED)を用いてSi(111)基板上へのGe成長過程における400Cでの薄膜表面のストレスを計測した。その結果、Ge薄膜の成長初期に表面ストレスが蓄積した後、ナノドットの発生と同時に蓄積された表面ストレスが緩和する様子を捉えることに成功した。また、200C
500Cの成長過程におけるストレス計測結果とRHEED結果を比較することにより、Wettingレイヤー・Geナノドットなどの場所に依存するストレス緩和を識別できることを明らかにした。
魚住 雄輝; 朝岡 秀人
no journal, ,
真空中でSi(111)表面の不純物を除去すると理想のバルク表面構造(11構造)に対して7倍の周期構造(77構造)を形成する。バルクと表面の構造差から77面内にストレスが発生することはVanderbiltの理論計算で明らかにされているものの、その実証報告例は少なく、半導体デバイスに実装されるSi基板のストレスに関する知見は理論計算に基づいて検討されているのが実情である。今回、Si(111)表面の構造変化時における面内ストレスを計測し、理論計算との整合性を評価した。基板調整:Si(111)基板に水素終端処理を施すことで理想バルク表面を模擬したH-Si(111)11構造を作製した。また、表面処理したSi(111)基板を真空中で加熱することによりSi(111)77構造を作製した。実験1: Si(111)77, H-Si(111)11へのGe成長時における水素脱離過程のストレスその場観察を実施した結果、両基板上にGe(111)55構造が形成され、膜厚に比例して増加する圧縮ストレスを捉えた。両者の比較により77構造と11構造のストレス差(1.6N/m)を実験的に観測することに成功した。実験2: Si(111)77基板に原子状水素を照射した結果、表面構造はH-Si(111)11へと変化し、水素吸着により表面ストレスが1.7N/m緩和する様子を捉えた。実験1、2の結果と計算値1.66N/mは良い一致を示し、真空中に存在する77構造内のストレスを初めて計測することに成功した。
鈴木 翔太; 朝岡 秀人; 魚住 雄輝; 山口 憲司
no journal, ,
様々な物性測定を可能とする大面積Si(110)基板の適切な清浄化手法を確立するため、化学処理による水素終端処理、酸化膜作製処理を施した822mmサイズSi(110)基板の加熱を行い、清浄化手法適用後の表面比較を試みた。表面LEED像を比較した結果、酸化膜作製処理基板から得た表面は水素終端処理基板から得た表面よりも、清浄表面特有の162構造を示す回折点が鮮明に現れており、また、広範囲で構造を確認することができた。以上から、大面積Si(110)基板の清浄化手法として、酸化膜作製基板の加熱酸化膜除去による手法が適切であることが分かった。
7再構成構造面内のストレス測定魚住 雄輝; 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による理論計算によって示されている。前回の報告では、Si(111)77基板および水素終端処理を施したH-Si(111)11基板にMBE法によりGe(111)55再構成構造を形成し、両基板の表面ストレス値を比較することでSi(111)77再構成構造とH-Si(111)11構造の差が1.6N/mであることを実験値として得た。今回、室温および380Cに加熱したSi(111)77基板に原子状水素が吸着する過程をRHEEDと表面ストレス測定法によるその場観察を実施した。その結果、表面構造がSi(111)77からSi(111)11に変化し、Si表面の水素終端化を確認した。表面ストレス測定では原子状水素吸着と同時に表面ストレスが緩和する様子を捉え、原子状水素吸着時に発生する欠陥が最も抑制され、かつモノハイドライドで終端される5,000Langmuir条件で1.7N/mを示した。本結果は、理論計算値と良い一致を示しており、Si(111)77再構成構造形成時の表面ストレス値を実測することに成功した。
