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論文

Ion-induced self-organized ripple patterns on graphite and diamond surfaces

高廣 克己*; 尾崎 孝一*; 川面 澄*; 永田 晋二*; 山本 春也; 鳴海 一雅; 楢本 洋*

Applied Surface Science, 256(4), p.972 - 975, 2009/11

 被引用回数:12 パーセンタイル:47.94(Chemistry, Physical)

In order to investigate the allotropic effect on ripple pattern formation, highly oriented pyrolytic graphite (HOPG) and single crystalline diamond were irradiated with 10-200 keV Xe$$^{+}$$ at an incident angle of 60$$^{circ}$$ with respective to the surface normal. The irradiation fluence was 2 $$times$$ 10$$^{17}$$ cm$$^{-2}$$ for all irradiations. Ripple patterns were observed on both HOPG and diamond surfaces. However, large differences in ripple wavelengths, amplitudes and surface roughnesses between HOPG and diamond were recognized. The reason for these differences is discussed.

論文

Ion irradiation effects on amorphization and thermal crystallization in Zr-Al-Ni-Cu alloys

永田 晋二*; 東 誠二郎*; 土屋 文*; 藤 健太郎*; 四竈 樹男*; 高廣 克己*; 尾崎 孝一*; 川面 澄*; 山本 春也; 井上 愛知

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 257(1-2), p.420 - 423, 2007/04

 被引用回数:16 パーセンタイル:72.08(Instruments & Instrumentation)

代表的な金属ガラスであるZr$$_{55}$$Al$$_{10}$$Ni$$_{5}$$Cu$$_{30}$$合金に対してイオン照射を行い、その構造及び初晶挙動について研究を行った。実験では、厚さ50-100$$mu$$mの膜状試料に300-500keVのエネルギーに加速した水素(H),銀(Ag),銅(Cu)、及び金(Au)のイオン照射を行った後、X線回折法により結晶構造を調べた。その結果、照射直後の試料の構造に変化は見られず、照射したイオン種による違いも見いだせなかった。さらに、イオン照射した試料に対して熱処理を行うと準安定相の形成が確認された。これらの事実から、初晶は、エネルギー付与が多くなるとその成長速度が遅くなる傾向のあることがわかった。これは、イオンの線エネルギー付与が大きくなるにつれ形成される準安定相の核生成サイトが増加するためであると考えられた。

口頭

イオン注入によるZr-Cu-Al Ni合金の構造相転移

永田 晋二*; 土屋 文*; 高廣 克己*; 尾崎 孝一*; 井上 愛知; 山本 春也; 藤 健太郎*; 四竈 樹男*; 川面 澄*

no journal, , 

ラザフォード後方散乱(RBS),X線回折(XRD),光電子分光(XPS)を用いて、非晶質(金属ガラス)及び結晶質Zr$$_{55}$$Al$$_{10}$$Ni$$_{5}$$Cu$$_{30}$$の構造相転移に及ぼすイオン注入の影響を調べた。実験では、試料にAu, Pt及びCuイオンを500keVの加速エネルギーで注入量: 8$$times$$10$$^{20}$$m$$^{-2}$$まで注入した。Auイオン注入した金属ガラス試料では、注入及びその後の熱処理により準安定相又は二十面体相の析出が確認された。また、結晶質の試料では、熱処理による析出が抑制され、イオン誘起非晶質化が起こることがわかった。試料に注入されたAu原子はほぼイオンの投影飛程終端に位置し、室温から760Kの熱処理温度の範囲では、注入Au原子の拡散も起こらないことがわかった。さらに、XPSにより注入層の電子結合状態を評価した結果、Au-Cu合金の形成が確認された。一方、Ptイオンを注入した試料では、熱処理前にもかかわらず注入層にPt原子が存在しないことがわかった。今後、これらの現象のメカニズムを追及する予定である。

口頭

イオンビームによるナノリップル形成

高廣 克己*; 小野 泰治*; 尾崎 孝一*; 川面 澄*; 鳴海 一雅; 境 誠司; 楢本 洋*; 山本 春也; 永田 晋二*

no journal, , 

イオン照射によって炭素材料表面上に形成される周期的リップル構造とイオンビーム誘起非晶質化の相関を明らかにするために、炭素同素体材料である高配向性熱分解黒鉛(HOPG)と単結晶ダイヤモンドについて、法線に対して60$$^{circ}$$傾いた方向から5-30keVのXe$$^{+}$$を2$$times$$10$$^{17}$$cm$$^{-2}$$照射し、試料表面をスパッタリングした。その結果、ダイヤモンド表面とHOPG表面ではリップル構造に大きな違いが認められた。また、イオン照射後の光電子分光及びオージェ電子分光スペクトルを計測した結果、炭素の種類によらずほぼ同一のスペクトルが得られた。これらの結果から、リップルの形成には照射前の表面の化学結合状態が関与していることを明らかにした。

口頭

炭素材料表面への斜入射イオン照射によるリップル形成

高廣 克己*; 尾崎 孝一*; 川面 澄*; 永田 晋二*; 山本 春也; 鳴海 一雅; 楢本 洋*

no journal, , 

平坦表面を有する高配向性熱分解黒鉛(HOPG)や単結晶Siに30$$sim$$80$$^{circ}$$方向からイオンを照射すると、スパッタリングと表面拡散により表面にナノ周期のリップルが形成される。われわれは、炭素表面に形成されるリップル構造においては、炭素同素体間で違いがあることをこれまでに見いだしている。リップル形成の過程で、最表面は炭素の種類によらない類似した非晶質構造を有しているため、スパッタリング及び表面拡散の効果は、ほぼ同一と考えられる。本研究では、炭素表面のリップル形成機構を解明する目的で、HOPGとダイヤモンドに対して、広いエネルギー範囲でイオン照射を行い、表面形態変化と構造について、両試料間の相違性・類似性を検討した。5$$sim$$200keV Xe$$^{+}$$イオンを表面法線に対して60$$^{circ}$$の方向から照射した。照射量は2$$times$$10$$^{17}$$cm$$^{2}$$とした。イオン照射前後の表面形態を原子間力顕微鏡(AFM)を用いて観察した。また、表面構造をAr$$^{+}$$レーザーラマン散乱分光で調べた。その結果、HOPGとダイヤモンドでは、リップル波長及び振幅が大きく異なることが明らかになった。さらに、リップル構造の照射イオンエネルギー依存性を報告し、その形成機構を議論する。

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