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論文

Ion beam analysis of quaternary Heusler alloy Co$$_{2}$$(Mn$$_{1-x}$$Fe$$_{x}$$)Si(111) epitaxially grown on Ge(111)

川久保 雄基*; 野口 雄也*; 平田 智昭*; 鳴海 一雅; 境 誠司; 山田 晋也*; 浜屋 宏平*; 宮尾 正信*; 前田 佳均

Physica Status Solidi (C), 10(12), p.1828 - 1831, 2013/12

https://doi.org/10.1002/pssc.201300367
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nanoscience & Nanotechnology)

We have investigated crystal quality of Co$$_{2}$$(Mn$$_{1-x}$$Fe$$_{x}$$)Si (CMFS) epitaxially grown on Ge(111) by using Rutherford-backscattering spectrometry and an axial-ion-channeling technique. It was found that the CMFS/Ge and Co$$_{2}$$FeSi (CMFS with x = 1)/Ge have larger static atomic displacement than Fe-based ternary Heusler alloy Fe$$_{2}$$MnSi and Fe$$_{2}$$CoSi/Ge(111). Quaternary alloys may be affected by increase of mixing entropy. Significant disordering at the interface of CMFS with x = 0.75 was found, and discussed on the basis of thermodynamics.

論文

Cluster effect on damage accumulation in a Si crystal bombarded with 10-540-keV C$$_{60}$$ ions

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

JAEA-Review 2012-046, JAEA Takasaki Annual Report 2011, P. 166, 2013/01

https://doi.org/10.11484/jaea-review-2012-046

本研究では、10-100keV領域のC$$_{60}$$イオン衝撃の非線形効果を明らかにすることを目的としている。室温でSi結晶に10-540keV C$$_{60}$$イオンを照射し、1個のC$$_{60}$$イオン衝撃により格子位置から変位したSi原子数$${it N}$$$$_{D60}$$をラザフォード後方散乱/チャネリング法で評価したところ、照射損傷の照射量依存性がイオントラック的描像で説明できることがわかった。さらに、入射C原子1個あたりの変位したSi原子数の比$${it N}$$$$_{D60}$$/(60$$times$$$${it N}$$$$_{D1}$$)を使って非線形効果を評価した。ここで、$${it N}$$$$_{D1}$$は、同じ速度のCイオン衝撃により格子位置から変位したSi原子数であり、SRIM2008を使って求めた。比はC$$_{60}$$イオンのエネルギーに依存し、100keV近辺で最大になった。この比のエネルギー依存性、すなわち非線形効果のエネルギー依存性は、核的阻止能とSi中でのC原子間距離の広がりによって定性的に説明できる。

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

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：7 パーセンタイル：45.5(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

Structural basis for the fast phase change of Ge$$_{2}$$Sb$$_{2}$$Te$$_{5}$$; Ring statistics analogy between the crystal and amorphous states

小原 真司*; 加藤 健一*; 木村 滋*; 田中 均*; 臼杵 毅*; 鈴谷 賢太郎; 田中 宏志*; 守友 浩*; 松永 利之*; 山田 昇*; et al.

Applied Physics Letters, 89(20), p.201910_1 - 201910_3, 2006/11

https://doi.org/10.1063/1.2387870
 被引用回数：203 パーセンタイル：97.87(Physics, Applied)

アモルファス-結晶相変化型記録(DVD)材料として代表的なアモルファスGe$$_{2}$$Sb$$_{2}$$Te$$_{5}$$の3次元的原子配置を放射光X線回折と逆モンテカルロシミュレーションによって明らかにした。その結果、アモルファスGe$$_{2}$$Sb$$_{2}$$Te$$_{5}$$の構造は、4と6の偶数個の原子がつくるリングから成り立っており、Ge$$_{2}$$Sb$$_{2}$$Te$$_{5}$$結晶がNaCl型で4員環(4角形)のみからなることと類似している。一方、あまり相変化記録速度の速くないアモルファスGeTeでは、Ge-Ge結合が優先的にできてしまうために奇数個の原子からなるリングも多数存在する。こうした結晶とのトポロジカルな類似性がアモルファスGe$$_{2}$$Sb$$_{2}$$Te$$_{5}$$の相変化(結晶化)速度を速め、DVD材料として適当とならしめていることが明らかになった。

論文

Post-spinel transition in Mg$$_{2}$$SiO$$_{4}$$ determined by high ${it P-T}$ in situ X-ray diffractometry

桂 智男*; 山田 均*; 新名 亨*; 久保 敦*; 小野 重明*; 神崎 正美*; 米田 明*; Walter, M. J.*; 伊藤 英司*; 浦川 啓*; et al.

Physics of the Earth and Planetary Interiors, 136(1-2), p.11 - 24, 2003/04

https://doi.org/10.1016/S0031-9201(03)00019-0
 被引用回数：173 パーセンタイル：93.74(Geochemistry & Geophysics)

Mg$$_{2}$$SiO$$_{4}$$のポストスピネル相転移境界をKawai型高圧装置と放射光を組合せた高温高圧下その場X線回折実験により再決定した。その結果、1550$$sim$$2100Kにおける相境界は、約22GPaであり、地球内部660Km不連続が想定されている圧力より1$$sim$$1.5GPa低かった。

論文

超電導空洞の深絞り成形

小原 一浩*; 草野 譲一; 井上 均*; 高石 和年*; 山田 貴之*; 大内 伸夫; 太田 智子*

第50回塑性加工連合講演会講演論文集, p.199 - 200, 1999/10

超電導キャビティにおいては、より高い加速電界を得るためにはハーフセルを設計値に近い形状に製作する必要がある。そこで本研究では、ハーフセル形状の精度向上を目的として銅及びニオブを用いたプレス加工実験と成形後のキャビティの形状評価を行い以下の知見を得た。(1)アイリス部近傍では、半径方向及び円周方向ともに引張りのひずみが生じ、赤道部では円周方向に圧縮のひずみが生じる。(2)しわ発生の原因となる円周方向の圧縮のひずみは、赤道部近傍で最大となる。(3)ニオブを用いた実験では、上型を追込んだほうがアイリス部と赤道部を結ぶ直線部において、より目的に近い形状を得ることができる。

報告書

動力炉・核燃料開発事業団東海事業所標準分析作業法; 周辺環境管理編

北原 義久*; 大和 愛司*; 野村 保*; 小山田 常夫*; 宮永 直人*; 片桐 裕実*; 竹松 光春*; 木村 均*

PNC TN852 79-09, 302 Pages, 1979/04

PNC-TN852-79-09.pdf:7.22MB

東海事業所周辺環境管理を行なう上で必要な海洋,陸上,大気を含めた環境試料の採取法,前処理法,化学分析法および測定法について東海事業所標準分析作業法の基準に従って作成したマニュアルである。このマニュアルは,1975年3月に作成したもの(PNCT852-75-08)を,全面的に見直し,追加,削除あるいはその後の改良等を折り込んで改訂するものである。今回の全面的改訂の後に,さらに改訂を要する事態が生じた場合は,適宜改訂すべき部分のみを印刷し,本資料に追加あるいは差し替えてゆくものとする。

報告書

環境試料分析法(I)

佐藤 均*; 長沢 規矩夫*; 大峰 守*; 圷 憲*; 大和 愛司*; 今熊 義一*; 上田 和隆*; 山田 一夫*

PNC TN841 72-29, 103 Pages, 1972/08

PNC-TN841-72-29.pdf:2.29MB

この報告では,おもに環境管理上重要な海洋環境試料を中心としたストロンチウムやセシウム等のF.P.元素およびプルトニウム等の核燃料元素について,化学的手法により定量する分析法を確立することを目的に検討した。その結果,海水,海底土および海産物等について各種F.P.元素を共沈法,溶媒抽出法およびイオン交換法で精製した後,低バックグラウンド放射能測定装置,低バックグラウンドアルファ線スペクトル解析器および原子吸光分析計により定量する方法を確立した。本方法は従来の化学分析法に比較して繁雑な操作が少なく簡単で迅速に分析できる。

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

Carbon-build-up analysis of Si surfaces bombarded with 10-to-100-keV C$$_{60}$$ ions

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

no journal, , 

We will present the analysis of carbon concentration built up on Si surfaces bombarded with 10-, 50- and 400-keV C$$_{60}$$ ions with a nuclear reaction $$^{12}$$C(d, p$$_{0}$$)$$^{13}$$C using 1.2-MeV D$$^{+}$$. The fluence dependence of the carbon concentration in the surface layer of C$$_{60}$$-bombarded Si that we obtained is inconsistent with the one estimated from the assumption that all of the carbon atoms due to an incident C$$_{60}$$ ion remain at the surface. The measured concentration is higher than the estimated one at lower fluence than $$sim$$10$$^{14}$$ C$$_{60}$$/cm$$^{2}$$, while the rate of increase of the concentration becomes smaller at higher fluence than $$sim$$10$$^{14}$$ C$$_{60}$$/cm$$^{2}$$ and the concentration is lower than the estimation at last. The observed fluence dependence is reproduced well by a rate equation describing the carbon concentration at the surface as a function of the C$$_{60}$$ ion fluence based on an assumption that the carbon concentration is determined by the competition between the sputtering and the carbon deposition or implantation which includes the contribution of C$$_{60}$$-bombardment-induced recoil of the surface contaminants.

口頭

MeVクラスターイオン誘起二次電子収量とクーロン爆発イメージの同時計測

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, , 

MeVクラスターイオン誘起二次電子放出の近接効果(放出の抑制)の配向依存性を測定した(ビーム軸と2原子分子イオンの軸がなす角度を配向と表記する)。250keV/uのC$$_{2}$$$$^{+}$$を膜厚1.4, 2.8, 14.1$$mu$$g/cm$$^{2}$$(70, 140, 700${AA}$)の炭素薄膜へ入射し、薄膜の前後方向に放出される二次電子の収量$$gamma$$をMCPで測定するとともに、薄膜出射後の解離イオンを電荷選別した後、発光画像として検出し、解離イオンの位置から配向角度を導出した。C$$^{3+}$$-C$$^{3+}$$のペアに対する解析の結果、膜厚1.4$$mu$$g/cm$$^{2}$$の前方放出では、解離イオンのなす軸がビーム軸と平行になる場合に$$gamma$$が増加する配向依存性が観測された。配向の効果が現れなかった膜厚2.8$$mu$$g/cm$$^{2}$$の膜出口での核間距離は0.15nmである。一方、励起電子の輸送過程に起因する近接効果は、核間距離が7nmでも観測されることから、輸送過程での近接効果に及ぼす配向の影響はほとんどないと考えられる。したがって、観測された配向依存性は励起電子の生成過程に起因する可能性が高い。電子放出の抑制に寄与する輸送過程の近接効果に生成過程の配向の近接効果を加えると、実験結果をおおむね説明できることがわかった。

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,3

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

no journal, , 

入射イオンのエネルギーをパラメータとして、C$$_{60}$$イオン照射によるSi表面近傍の照射影響層を照射量の関数として評価した。事前にRCA法で表面処理を行ったSi(100)ウェハーを照射用試料に用い、10, 50, 400keV C$$_{60}$$$$^{+}$$, C$$_{60}$$$$^{2+}$$イオンを、室温で照射した。ビーム電流は10nAのオーダーで、照射量は10$$^{11}$$-10$$^{14}$$ C$$_{60}$$/cm$$^{2}$$の範囲で選択した。照射後の試料は、2MeV He$$^{+}$$イオンを用いたチャネリング法を併用したラザフォード後方散乱法によって表面損傷ピークのピーク強度を測定し、表面の照射影響層の厚さの変化を評価した。ここでの表面損傷ピーク強度は表面近傍の損傷におもに起因、表面近傍の結晶性の乱れの指標になり、ピーク強度が大きいほど乱れた層が厚くなることを意味する。ピーク強度の照射量依存性より、照射量が10$$^{13}$$ C$$_{60}$$/cm$$^{2}$$の前半では照射量とともに結晶性の乱れた層が厚くなり、10$$^{13}$$ C$$_{60}$$/cm$$^{2}$$の後半から飽和するが、ランダムレベルには達していないことがわかった。この結果は、照射によって表面近傍に結晶性の乱れが導入されるが、それと同時に結晶性の乱れた層がスパッタリングで除去され、両者の競合により照射影響層の厚さが決定されると考えると、実験結果を定量的に説明できる。講演では、これまでに得られたスパッタリング収量,炭素原子堆積過程の結果と併せて議論した結果について報告する。

口頭

Analysis of bombardment effect of 10-to-100-keV C$$_{60}$$ ions on a Si surface

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

no journal, , 

In the energy range from 10 to 540 keV, we have determined Si sputtering yield as a function of energy of C$$_{60}$$ ions, and the number density of Si atoms displaced from the lattice site and carbon concentration in the surface layer as a function of C$$_{60}$$-ion fluence. Small pieces of Si(100) wafer were irradiated with 10-, 50-keV C$$_{60}$$$$^{+}$$ and 400-keV C$$_{60}$$$$^{2+}$$ ions. The fluence of the C$$_{60}$$ ion was 10$$^{11}$$ to 10$$^{15}$$ C$$_{60}$$/cm$$^{2}$$. The number of Si atoms displaced from their lattice sites per cm$$^{2}$$ was determined from the peak area of a surface peak of backscattering yields of 2-MeV He$$^{+}$$ ions for $$<$$100$$>$$-axial alignment of a Si crystal. Carbon concentration in the surface layer was determined with the nuclear reactions $$^{12}$$C (d, p$$_{0}$$)$$^{13}$$C using 1.2-MeV D$$^{+}$$. Another set of Si samples were irradiated with 200-keV Ar$$^{+}$$ ions at the fluence of 5$$times$$10$$^{15}$$ /cm$$^{2}$$ prior to the C$$_{60}$$-ion irradiation in order to prepare an amorphous layer at the surface; then, they were irradiated with 10$$sim$$120-keV C$$_{60}$$$$^{+}$$ and 200$$sim$$540-keV C$$_{60}$$$$^{2+}$$ ions. Si sputtering yields were determined from the thickness change of the amorphous layer measured with Rutherford-backscattering spectrometry using 2-MeV He$$^{+}$$ ions. Effect of C$$_{60}$$-ion bombardment on a Si surface will be discussed comprehensively.

口頭

Molecular-axis-orientation dependence of vicinage effect on secondary-electron emission from thin carbon foils bombarded with 250-keV/u 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; 境 誠司; 前田 佳均

no journal, , 

高速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の近接効果(放出の抑制)の配向依存性を測定した。250keV/uのC$$_{2}$$$$^{+}$$を膜厚1.4$$sim$$14.1$$mu$$g/cm$$^{2}$$(70$$sim$$700${AA}$)の炭素薄膜へ入射し、イオン衝突ごとに薄膜の前後方向に放出される二次電子の収量$$gamma$$をマイクロチャンネルプレート検出器で測定すると同時に、薄膜出射後の解離イオンを電荷選別した後、発光画像として検出し、解離イオンの位置から配向角度を導出した。C$$^{3+}$$-C$$^{3+}$$のペアに対して、膜厚1.4$$mu$$g/cm$$^{2}$$の前方放出では、解離イオンのなす軸がビーム軸と平行になる場合に$$gamma$$が増加する配向依存性が観測された。配向の効果が現れなかった膜厚2.8$$mu$$g/cm$$^{2}$$の膜出口での核間距離は0.16nmであるのに対して、励起電子の輸送過程に起因する近接効果は、核間距離が7nmでも観測されていることから、輸送過程での近接効果に及ぼす配向の影響はほとんどないと考えられる。したがって、観測された配向依存性は励起電子の生成過程に起因する可能性が高い。電子放出の抑制に寄与する輸送過程の近接効果に生成過程の配向の近接効果を加えると、実験結果をおおむね説明することができる。

口頭

Si表面に対する10-100keV領域C$$_{60}$$イオンの衝撃効果のイオンビーム解析

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

no journal, , 

We have determined Si sputtering yield as a function of energy of C$$_{60}$$ ions, and the number density of Si atoms displaced from the lattice site and carbon concentration in the surface layer as a function of C$$_{60}$$ ion fluence in the energy range from 10 to 540 keV using conventional ion-beam-analysis techniques. Si sputtering yields induced by 10-120-keV C$$_{60}$$$$^{+}$$ and 200-540-keV C$$_{60}$$$$^{2+}$$ ions were determined by measuring thickness change of an amorphous layer, which had been prepared by 200-keV Ar$$^{+}$$ irradiation prior to the C$$_{60}$$ ion irradiation, with Rutherford-backscattering spectrometry (RBS) using 2-MeV He$$^{+}$$ ions. Comparing with the monatomic-ion-induced sputtering yield predicted by the linear-cascade theory by Sigmund, nonlinear effect on sputtering yield has been found: It depends on the energy of C$$_{60}$$ ions and is very large around the energy where the sputtering yield has the maximum. The areal density of Si atoms displaced from their lattice sites was determined from the peak area of a surface peak of backscattering yields of 2-MeV He$$^{+}$$ ions for $$<$$100$$>$$ axial alignment of a Si crystal. Fluence dependence of the areal density of the disordered Si atoms shows monotonic increase at lower fluence; then, it reaches a constant depending on the energy at higher fluence. Assuming a cylindrical volume, the volume affected by single-C$$_{60}$$ ion bombardment has been determined from the fluence dependence.

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,4

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

no journal, , 

これまでに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,表面の結晶性の乱れ、表面での炭素濃度について、そのエネルギー依存性,照射量依存性をイオンビーム解析法によって評価した結果を報告してきた。今回は特にスパッタリング収量と照射影響層のエネルギー依存性について議論する。C$$_{60}$$イオン照射によるSiのスパッタリング収量は100keV近辺にピークを持ち、C$$_{60}$$イオン1個あたり600個程度になる。この値は、Sigmundの線型カスケード理論から予測される同速度の単原子イオン照射によるスパッタリング収量の700倍程度になり、顕著な非線形性を示す。一方で、非線形性はC$$_{60}$$イオンのエネルギーに依存し、10keVの場合は非線形性を示さない。一方、表面損傷ピーク強度の照射量依存性より、円柱状の領域を仮定することによって、C$$_{60}$$イオン1個の衝撃による照射影響領域を求めた。照射影響領域の深さはC$$_{60}$$イオンのエネルギーとともに単調増加するが、SRIM2008より見積もった同速度の単原子イオンの飛程とはエネルギー依存性が異なることがわかった。また、照射影響領域の断面積はエネルギーとともに単調増加せず、180keV近辺にピークを持ち、核的阻止能あるいはスパッタリング収量と相関があることが示唆される。

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