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論文

Ion implantation, ion beam mixing, and annealing studies of metals in Al$$_{2}$$O$$_{3}$$, SiC and Si$$_{3}$$N$$_{4}$$

B.R.Appleton*; 楢本 洋; C.W.White*; O.W.Holland*; C.J.McHargue*; G.Farlow*; J.Narayan*; J.M.Williams*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, B1, p.167 - 175, 1984/00

イオンビーム解析法、透過電子顕微鏡観察等を用いて、金属元素イオンビームを注入したAl$$_{2}$$O$$_{3}$$,SiC,Si$$_{3}$$N$$_{4}$$等のセラミックスの構造解析を行った。熱焼鈍による照射欠陥の回復と注入イオンの母結晶格子中での存在状態の変化を系統的に調べ、機械的性質との対応づけを行った。

論文

Ion implantation and thermal annealing of $$alpha$$-Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ single crystals

楢本 洋; C.W.White*; J.M.Williams*; C.J.McHargue*; O.W.Holland*; M.M.Abraham*; B.R.Appleton*

Journal of Applied Physics, 54(2), p.683 - 698, 1983/00

https://doi.org/10.1063/1.332076
 被引用回数：75 パーセンタイル：92.74(Physics, Applied)

金属イオン打込みによる非平衡新材料物質作成の基礎的研究の一環として、熱処理による打込イオンの深さ分布変化、電荷、結晶学的位置、照射誘起欠陥の回復現象等を調べた。更にこれらの熱回復過程に対応した物理量として、Hardnessの変化を測定した。得られた結果は以下の通りである。(1)母体結晶の構成元素のAlとOxy、原子では格子欠陥の回復温度が異なる。(2)打込イオンのうちCrは熱処理により母体結晶格子に完全に取込まれ、Tiは表面近傍に再配列して$$<$$0001$$>$$方向に整合する酸化析出物を形成する。Zrイオンはいずれの方向に関しても母体結晶と整合性のない析出物を形成する。又、母体構成元素のOxy原子と強く結合して、酸素副格子の欠陥の回復を遅らせる。(3)Hardnessに対する寄与は、析出物を形成するTi,Zr打込の場合には大きく、一方Cr打込の場合には融液成長させたCr$$_{2}$$O$$_{3}$$-Al$$_{2}$$O$$_{3}$$合金と同一の値を示す。

論文

Cell formation and interfacial instability in laser-annealed Si-In and Si-Sb alloys

J.Narayan*; 楢本 洋; C.W.White*

Journal of Applied Physics, 53(2), p.912 - 915, 1982/00

https://doi.org/10.1063/1.330559
 被引用回数：17 パーセンタイル：65.70(Physics, Applied)

In及びSbをエネルギー125KeVでSi結晶に種々の線量(10$$^{1}$$$$^{5}$$~10$$^{1}$$$$^{6}$$/cm$$^{2}$$)まで打込んだ後、パルス幅15n.sec、エネルギー密度1.5J/cm$$^{2}$$のルビー・レーザーを照射し、急速な結晶成長過程に及ぼす因子を実験的に調べた。試料結晶の構造解析のために、イオン・ビーム解析(ラザフォード散乱、イオン・チャネリング)及び電子顕微鏡観察を行なった。その結果、結晶成長界面が不安定になる時のセル・サイズ及び合金濃度を決定することができた。更に、これらの実験結果を、結晶固化速度に依存する合金元素の分配係数を考慮した結晶成長・摂動論を用いて解析した。

論文

Rutherford backscattering investigation of the corrosion of borosilicate nuclear waste glass

B.C.Sales*; L.A.Boatner*; 楢本 洋; C.W.White*

Journal of Non-Crystalline Solids, 53, p.201 - 226, 1982/00

https://doi.org/10.1016/0022-3093(82)90081-3
 被引用回数：17 パーセンタイル：77.12(Materials Science, Ceramics)

イオン・ビーム解析法(ラザフォード後方散乱法)及び各種の溶液解析法(原子吸光法、放射化分析法)を併用してU、Sr、Nd、Gd、等を含んだ硼珪酸ガラスの水溶液に対する浸出挙動を調べた。その結果、ガラスの水に対する浸出挙動には、(1)ガラス表面でのU、Sr、Gd、Nd、Ti等の金属元素と水溶液中のOH$$^{-}$$、CO$$_{3}$$$$^{-}$$$$^{-}$$イオン等との化合物形成によりもたらされる緩漫な溶解と、(2)それに引つづいておこるPHの増加(ガラス中の軽元素の浸出による)が引き起こす急速なガラス溶解、の二つの異なった腐食過程が存在する事が明らかになった。これらの実験事実をふまえ、ガラスの腐食過程を律速する金属化合物層の応力変化及び化学的環境変化に対する安定性を議論した。

論文

Zone refining of nonsubstitutional impurities during pulsed laser annealing

C.W.White*; 楢本 洋; J.M.Williams*; J.Narayan*; B.R.Appleton*; S.R.Wilson*

Laser and Electron-Beam Interactions with Solids,Vol.1, p.241 - 248, 1982/00

Si結晶格子と共有結合しない種々の不純物(Cr、Yb、Cu、Fe、Zn、W、Mn、Mg)をSi結晶に打込み、その後のパルス・レーザー焼鈍過程による不純物元素濃度の深さ分布変化、結晶格子への取込の有無をイオン・ビーム解析法により、又表面層の結晶格子不整を電子顕微鏡観察法により求めた。これら2種のデータを比較・検討し、以下の結論を得た。レーザー照射により誘起される焼鈍過程は打込不純物原子分布に大きな影響を及ぼすが、その過程は以下に示す2つの典型例に大別される。(1)低濃度打込の場合:レーザー照射によって生じた溶解層が表面へと移動する時に生ずる理想的帯精製現象が見られ、打込層のepitaxial growthと不純物の表面への推積が起こる。(2)高濃度打込の場合:固液界面は組成的過冷却状態になって結晶成長過程が不安定となる。その結果、セル構造に代表される析出物の形成が生ずる。

論文

Structure and properties of single crystal Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ implanted with Cr and Zr

C.J.McHargue*; 楢本 洋; B.R.Appleton*; C.W.White*; J.M.Williams*

Metastable Materials Formation by Ion Implantation,Vol.1, p.147 - 153, 1982/00

イオン打込による非平衡新材料物質作成の基礎的研究の一環として、熱処理による打込イオンの深さ分布変化及びその結晶学的位置、イオン打込時に誘起された格子欠陥の回復等の現象を調べた。表面近傍に局在化したこれらの現象を観察するため、高速He$$^{+}$$イオンのラザフォード後方散乱及びチャネリング現象を利用したイオンビーム解析を行なった。更に、これらの熱回復過程に対応する物理量として、Hardnessの変化を測定・比較した。得られた結果は以下の通りである。(1)母体結晶の構成元素であるAlとOxy原子とでは、格子欠陥の回復温度が異なる。(2)打込イオンのうちCr原子は熱処理により母体結晶構造に取り込まれるが、Zr原子では一切その傾向はみられない。(3)Hardnessに対する寄与は、Zr原子を打込んだ場合の方が大きい。

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