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論文

きっづ光科学館ふぉとんの概要

永井 士郎

光アライアンス, 12(12), p.34 - 36, 2001/12

http://ci.nii.ac.jp/naid/40004881672

関西研究所光量子科学研究センターの隣接地に建設を進めてきたきっづ光科学館ふぉとんが完成し、7月11日にオープンした。科学館設置の理念と経緯,展示施設の概要及び運営方針を述べる。

論文

Effect of mass-selected ion species on structure and properties of diamond-like carbon films

Tang, Z.; Zhang, Z.; 鳴海 一雅; Xu, Y.; 楢本 洋; 永井 士郎; 宮下 喜好*

Journal of Applied Physics, 89(3), p.1959 - 1964, 2001/02

https://doi.org/10.1063/1.1333739
 被引用回数：30 パーセンタイル：72.75(Physics, Applied)

質量分離した各種のイオン(CH$$_{x}^{+}$$ ($$x$$=0~4))を超高真空中に置いたSi基板上に堆積して、炭素薄膜を合成した。このとき、入射イオン種、エネルギー及び基板温度が重要なパラメータであった。合成した炭素薄膜の表面形態の解析には原子間力顕微鏡を用い、結合状態の評価にはラマン顕微分光光度計を利用した。その結果、100eVの$$^{12}$$C$$^{+}$$イオンを室温でSi基板に入射すると、sp$$^{3}$$結合の割合が約80%にも達する非晶質炭素膜を合成することができた。またこの薄膜の光学的バンドギャップ値は、2.54eVと非晶質炭素としては最大の部類に入るものを得た。さらに耐熱性を評価すると、CH$$_{4}^{+}$$イオンで作製した薄膜は400$$^{circ}C$$で黒鉛化するのに対して、C$$^{+}$$イオンで作製したものは、700$$^{circ}C$$まで安定かつ優れた耐熱性を示した。

論文

Varied-line-spacing laminar-type holographic grating for the standard soft X-ray flat-field spectrograph

小池 雅人; 波岡 武*; Gullikson, E. M.*; 原田 善寿*; 石川 禎之*; 今園 考志*; Mrowka, S.*; 宮田 登; 柳原 美広*; Underwood, J. H.*; et al.

Soft X-Ray and EUV Imaging Systems (Proceedings of SPIE Vol.4146), p.163 - 170, 2000/00

軟X線領域においてラミナー型ホログラフィック回折格子が、迷光や高次光が少なく、特にkeVに至る短波長域での回折効率に優れるなどの点から注目されている。しかし、レーザープラズマ分光等で広く用いられている平面結像斜入射分光器用の球面回折格子では、光子溝間隔を著しい不等間隔にする必要があり、機械刻線による回折格子と同一の結像面を有するホログラフィック回折格子の設計製作は不可能とされていた。われわれは、露光々学系に球面鏡を挿入した非球面波露光法を適用し、従来の球面波露光法では製作できなかった+/-25mmの左右両端で+/-約200本/mm溝本数が変化したラミナー型ホログラフィック回折格子を製作した。本論文では不等間隔溝パラメータ設計法、ラミナー型溝形状の加工法、C-K$$alpha$$線などを用いた分解能テスト、放射光源を用いた絶対回折効率の測定結果について、機械刻線回折格子と比較しながら述べる。

論文

Growth of carbon thin film by low-energy mass-selected ion beam deposition

大野 秀樹*; J.A.van-den-Berg*; 永井 士郎; D.G.Armour*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 148, p.673 - 677, 1999/00

https://doi.org/10.1016/S0168-583X(98)00874-X
 被引用回数：26 パーセンタイル：84.89(Instruments & Instrumentation)

XPSを搭載した低エネルギーイオンビーム蒸着装置を用いて、Si(100)基板への$$^{12}$$C$$^{+}$$イオンの蒸着を行った。イオンエネルギーは10eV~150eV、基板温度はRT~200$$^{circ}$$Cとし、厚さ約100nmの薄膜を作製した。XPSその場測定のほか、生成した薄膜をラマン分光及びX線回折で分析した。C$$^{+}$$のイオンエネルギー80~120eV、基板温度25$$^{circ}$$C及び100$$^{circ}$$Cで90%のグラファイトと10%のダイヤモンドからなる薄膜が得られ、上記以外のエネルギーではダイヤモンドは生成せず、ダイヤモンド様炭素とグラファイトの薄膜が得られることがわかった。

論文

Effect of fluence of He$$^{+}$$ ions on fluorescence intensity of triphenylmethyl radical

田口 光正; 南波 秀樹; 青木 康; 永井 士郎; 平塚 活士*

Radiation Physics and Chemistry, 49(2), p.253 - 256, 1997/00

https://doi.org/10.1016/S0969-806X(96)00087-4
 被引用回数：3 パーセンタイル：30.37(Chemistry, Physical)

トリフェニルメタン類を含む高分子フィルムにイオン注入器からのHe$$^{+}$$イオンと、N$$_{2}$$レーザーからの紫外光を同時照射した。その結果、500から600nmにかけて、振動構造を持つ発光スペクトルが得られ、トリフェニルメチルラジカルの生成が確認された。この発光の強度はイオンのフルエンスを変化させた時には、2$$times$$10$$^{12}$$ions/cm$$^{2}$$までは増すが、それ以上では減少することが分かった。この現象を理解するために簡単なモデルをたて、シミュレーションを行ったところ、イオンのトラック半径を3.5nmとした時に実験結果とよく一致することが分かった。

論文

A SIMS study on secondary ion formation during low-enrgy methyl ion beam deposition

大野 秀樹*; 青木 康; 永井 士郎

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 108, p.75 - 80, 1996/00

https://doi.org/10.1016/0168-583X(95)00872-1
 被引用回数：2 パーセンタイル：31.89(Instruments & Instrumentation)

100eV以下の炭化水素イオンCH$$_{3+}$$とCD$$_{3+}$$を用いてSi(III)基板上に常温で薄膜形成を行い、照射中に生成される2次イオンを2次イオン質量分析法(SIMS)で観測し、薄膜形成の素過程である入射イオンビームと基板表面との相互作用の入射エネルギー依存性に関する知見を得た。実験結果から、入射エネルギー30eVを境にして2次イオン生成の過程が異なることが明らかにされた。30eV以上では物理的過程により生成されるのに対し、それ以下では化学的過程、すなわち化学反応を伴い生成される。また、形成された薄膜も30eV以下では残留ガスの影響をあまり受けずに形成されることが分かった。

報告書

表面分析装置を搭載した低エネルギーイオンビーム蒸着装置

大野 秀樹*; 青木 康; 永井 士郎

JAERI-Research 94-018, 45 Pages, 1994/10

JAERI-Research-94-018.pdf:1.2MB

低エネルギーイオンビーム蒸着装置は、高崎研究所で進められている放射線高度利用研究の一環で平成3年3月に設置したものである。本装置は、超高真空下におけるイオンビーム蒸着の薄膜形成過程や低エネルギーイオンと固体表面の相互作用の解明を目的として作製されたものである。本報告書は、低エネルギーイオンビーム蒸着装置の概要、運転要領及び本装置でこれまで行ってきた炭素薄膜形成に関する実験結果についてまとめたものである。

論文

A Luminescence study of ion-irradiated aromatic polymers

青木 康; 南波 秀樹; 細井 文雄; 永井 士郎

ACS Symposium Series, 579; Polymeric Materials for Microelectronic Applications,Science and Technology, 0, p.45 - 50, 1994/00

簡易イオンビーム発生器(200keV)からのHe$$^{+}$$イオンを照射中に、ポリスチレン、ポリ(2-ビニルナフタレン)ポリ(N-ビニルカルバゾール)からの光を光ダイオードアレイヌは光電子増倍管を用いて、分光分析した。上記の芳香族フィルムからの発光は、照射直後から観測されるエキシマー発光の他、ポリスチレン、ポリ(2-ビニルナフタレン)についてはイオンフルエンスが10$$^{12}$$(ions/cm$$^{2}$$)から10$$^{13}$$(ions/cm$$^{2}$$)にわたって生成してくる新しい発光が得られた。モノマー発光は得られなかった。新しい発光については、その生成速度がエキシマー発光の消滅速度と一致し、イオントラックの重なりにより起こる現象と考えられる。

論文

XPS and optical absorption studies on $$alpha$$-Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ and MgO single crystals implanted with Cr, Cu and Kr ions

二神 常爾*; 青木 康; 依田 修; 永井 士郎

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 88, p.261 - 266, 1994/00

https://doi.org/10.1016/0168-583X(94)95322-8
 被引用回数：19 パーセンタイル：82.28(Instruments & Instrumentation)

$$alpha$$-Al$$_{2}$$O$$_{3}$$及びMgOにCu,Crをイオン注入し、金属元素の荷電状態をXPSにより調べた。イオン注入量が小さい場合金属元素は陽イオン(Cr$$^{3+}$$,Cu$$^{2+}$$)として捕捉された。一方で、注入量が大きくなると、0価(Cr$$^{0}$$,Cu$$^{0}$$)で捕捉される原子の割合が増大した。Perezらにより提唱された統計モデルによりCrに関する実験結果を解釈した。その結果、$$alpha$$-Al$$_{2}$$O$$_{3}$$中では孤立したCr原子及びダイマーの一部が3価として捕捉されることが分った。MgO中のCrについては、孤立した原子、ダイマー、トリマーが3価として捕捉される。より高次元のポリマーは0価として捕捉される。イオン注入試料(MgO)の光吸収スペクトル(可視域)を調べたところ、F(F$$^{+}$$)中心、F$$_{2}$$中心、V$$^{-}$$中心などの存在が確認された。Cr,Cuを注入した試料中でKrイオンを注入した試料よりも、これらの格子欠陥は効率的につくられる。これらの格子欠陥はCr,Cuのトラッピングサイトと関係あるに違いない。

論文

低エネルギー炭化水素イオンによる薄膜形成

大野 秀樹*; 青木 康; 永井 士郎

第4回粒子線の先端的応用技術に関するシンポジウム, p.175 - 178, 1993/00

10~100eVのCH$$_{n+}$$(n=4,3.2)及びCD$$_{3+}$$をSi(111)基板に蒸着しながら、表面から放出される2次イオンを測定した。いずれの入射イオンを用いた場合にも、C$$_{6}$$までの炭化水素イオンからなるSIMSスペクトルが観測された。CD$$_{3+}$$を入射イオンに用いた場合には、CH$$_{n+}$$の場合と異って、SIMSスペクトルに顕著な入射イオンエネルギー依存性が見られた。これらの結果は、入射イオンのエネルギーが40eVより低くなると、入射イオンが化学反応に関与して2次イオンが生成することを示すものと解釈した。

論文

原子力技術の民間移転のための技術情報サービス: SANTAデータベース

永井 士郎; 山岸 耕二郎*

原子力工業, 39(10), p.40 - 45, 1993/00

http://ci.nii.ac.jp/naid/40001074209

原研のSANTA(原子力技術応用推進計画)データベースは、去る4月から、一般のユーザーもVANを通じて検索できるようになっている。本稿では、SANTAデータベースの概要を述べた後、検索法を詳しく解説した。

論文

XPS studies on the charge states of Cr and Cu atoms implanted into $$alpha$$-Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ and MgO single crystals

二神 常爾*; 青木 康; 依田 修; 永井 士郎; D.M.Rueck*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 80-81, p.1168 - 1170, 1993/00

https://doi.org/10.1016/0168-583X(93)90757-W
 被引用回数：3 パーセンタイル：43.06(Instruments & Instrumentation)

$$alpha$$-アルミナおよび酸化マグネシウムの単結晶に200keVおよび300keVのCr$$^{+}$$あるいはCu$$^{+}$$を注入してXPSスペクトルを測定した。スペクトルの深さ分布の解析から、Cr$$^{0}$$の濃度は注入Cr原子の濃度と共に増加するのに対し、Cr$$^{3+}$$の濃度は注入Cr原子の濃度が高くなると飽和することを見出した。このCr$$^{3+}$$濃度の飽和は、$$alpha$$-アルミナ中では濃度比Cr/Alが0.05以上で、一方酸化マグネシウム中では濃度比Cr/Mgが0.30以上で起り、したがってCr$$^{3+}$$は酸化マグネシウム中でより安定に捕捉されることを示した。Cu$$^{2+}$$の存在は酸化マグネシウム中でのみ検出され、Cu$$^{2+}$$/(Cu$$^{0}$$+Cu$$^{+}$$)の濃度比は注入Cu原子の濃度と共に減少した。

論文

Luminescence measurement of organic polymers during ion irradiation

青木 康; 南波 秀樹; 細井 文雄; 永井 士郎

Proceedings of the International Conference on Evolution in Beam Applications, p.648 - 651, 1993/00

室温、真空中で芳香族基を側鎖にもつビニル系ポリマーにイオンビームを照射し、ポリマーからの発光を測定した。エキシマーけい光スペクトルが得られ、その強度がイオンフルエンスとともに減少する事が分かった。この強度の減少はポリマー中での構造変化に因るものと考えられる。ポリスチレン、ポリマービニルナフタレンを照射した場合には、エキシマーけい光の他に、新しい発光が観測された。この発光は、照射により生成するラジカルのけい光かもしくは三重項励起状態のりん光に帰属されるものと考えられる。

論文

MgO及びAl$$_{2}$$O$$_{3}$$にイオン注入されたCrの荷電状態

二神 常爾*; 永井 士郎

日本学術振興会マイクロビームアナリシス第141委員会第73回研究会資料,No. 849, p.7 - 12, 1992/00

イオン注入された元素のターゲット内でのトラッピング・サイトを調べるために、MgO及び$$alpha$$-Al$$_{2}$$O$$_{3}$$の単結晶にCrイオンを注入して、その荷電状態をXPSにより調べた。その結果、Crは0価または3価として安定に存在することが分った。Cr$$^{3+}$$とCr$$^{0}$$の割合はCrの全濃度によって決められる。Crの全濃度とともにCr$$^{3+}$$の割合は減少しCr$$^{0}$$の割合は増大する。また、Al$$_{2}$$O$$_{3}$$中ではCr$$^{3+}$$の濃度とともにAl$$^{0}$$の濃度が増大した。これは注入したCrとAlの間で荷電の置換が起きていることを意味する。Cr$$^{3+}$$はAl格子位置を占めていると考えられる。一方で、MgO中のCr$$^{3+}$$の濃度はAl$$_{2}$$O$$_{3}$$中の濃度よりも大きい。MgO中のCr$$^{3+}$$は格子欠陥を伴って存在すると考えられる。光吸収スペクトルの測定からMgO中でF(F$$^{+}$$)中心、V$$^{-}$$中心、F$$_{2}$$中心が形成されていることが示された。これらの欠陥がCr$$^{3+}$$と結合しているか否かは、現在のところ定かではない。

論文

イオンビームによる放射線高度利用研究

永井 士郎

Ionics, 1991(11), p.9 - 11, 1991/11

高崎研究所における放射線高度利用研究について、研究計画の概要と進渉状況を概説した。

論文

Studies on the radiation-induced coloration mechanism of the cellulose triacetate film dosimeter

松田 光司; 永井 士郎

Applied Radiation and Isotopes, 42(12), p.1215 - 1221, 1991/00

https://doi.org/10.1016/0883-2889(91)90200-K

CTAフィルム線量計の着色を与える照射生成物をUV吸収、ESR、IR吸収およびガスクロマトグラフを用いて調べた。線量計の後効果特性から、着色は照射中にも照射後にも進行し、照射中の着色には不安定成分と安定成分があることが分った。不安定成分はCTAから生成するラジカルに、一方安定成分はCTAとトリフェニルホスフェートからの分解生成物に帰属した。照射後の着色は、空気の照射により生成するNO$$_{2}$$とCTAとの反応によってCTAのカルボニル化が起こることによると考えた。

論文

Surface chemical reactions of Al induced by low-energy D$$_{2+}$$, N$$_{2+}$$, CO$$^{+}$$, and CO$$_{2+}$$ ion bombardment

永井 士郎

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 59-60, p.936 - 939, 1991/00

https://doi.org/10.1016/0168-583X(91)95736-W
 被引用回数：3 パーセンタイル：50.32(Instruments & Instrumentation)

アルミニウム表面に対する0.5~4keVのD$$_{2+}$$、N$$_{2+}$$、CO$$^{+}$$、及びCO$$_{2+}$$イオンの衝撃による化学反応をオージェ電子分光法及び2次イオン質量分析法により追跡した。アルミニウム箔のD$$_{2+}$$イオン衝撃により、AlD$$^{+}$$、AlD$$_{2+}$$及びAl$$_{2}$$D$$^{+}$$が生成した。これら2次イオンはD$$_{2}$$雰囲気でのAr$$^{+}$$イオン衝撃によっても生成した。2次イオン収量の経時変化及び衝撃雰囲気・温度依存性から、これら2次イオンの生成は、D$$_{2+}$$イオンによる逐次表面化学反応から生成するアルミニウム重水素化物に起因するものと結論した。一方、N$$_{2+}$$イオン衝撃による窒化アルミニウムの生成量は、N$$_{2+}$$イオンのエネルギーに依存した。窒化アルミニウムによって部分的に覆れたアルミニウム表面は酸素との反応性が著しく高いことを見出した。また、CO$$_{2+}$$イオンの衝撃によりアルミニウムの炭化物と酸化物が同時に生成するのに対し、CO$$^{+}$$イオンの衝撃では炭化物が選択的に生成した。

論文

Preferential formation of alkenes from the radiolysis of CH$$_{4}$$/N$$_{2}$$O mixture in the presence of molecular sieve 5A

清水 雄一; 永井 士郎

Applied Radiation and Isotopes, 41(5), p.457 - 461, 1990/00

https://doi.org/10.1016/0883-2889(90)90005-2

モレキュラーシーブ5A存在下でメタンを電子線照射した時の生成物収量に及ぼす亜酸化窒素の添加効果を調べた。6mol%の亜酸化窒素を含むメタンを480$$^{circ}$$Cで電子線照射すると、C$$_{2}$$およびC$$_{3}$$炭化水素が選択的に生成するとともに、エチレンおよびプロピレンがエタンおよびプロパンよりも優先的に生成することを見出した。亜酸化窒素の添加によるメタンからのアルケン生成の増感作用は亜酸化窒素の分解によって生成したO$$^{-}$$によることがわかった。このO$$^{-}$$はメタンの放射線分解によって生成したエタンおよびプロパンのみならず、原料メタンとも反応することを見出した。また、この反応はモレキュラーシーブ5Aの細孔内で起こり、その形状選択性のためにエタンの方がプロパンよりも反応性が高いことを明らかにした。これらの結果に基づいて、反応機構を考察した。

論文

Radiation-induced chemical reaction of methane in the presence of X- and Y-type molecular sieves

清水 雄一; 永井 士郎

Radiation Physics and Chemistry, 36(6), p.763 - 766, 1990/00

https://doi.org/10.1016/1359-0197(90)90175-H

X(13X)およびY(SK-40)型モレキュラーシーブスの存在下において300$$^{circ}$$Cでメタンを電子線照射すると、水素およびC$$_{5}$$までの炭化水素が生成した。炭化水素の収量は、エチレンを除き、いずれも照射時間と共にわずかに増加した。SK-40上での炭化水素の収量はモレキュラーシーブ非存在下の収量よりも大きいが、13Xでは小さかった。このように、SK-40はメタンの放射線分解に対して触媒活性を示すが、13Xはほとんど示さなかった。13XおよびSK-40上での炭化水素分布はモレキュラーシーブ非存在下での炭化水素分布とほとんど同じであった。また、メタンの放射線分解に対する各種のモレキュラーシーブスの触媒活性の度合いは直鎖炭化水素の熱触媒反応における触媒活性の度合いとは著しく異なることが明らかになった。これらの結果を、エネルギー移動およびモレキュラーシーブの細孔径と生成分子の分子径との関係の観点から議論した。

報告書

簡易イオンビーム発生器; 運転とイオン照射実験

青木 康; 永井 士郎

JAERI-M 89-016, 45 Pages, 1989/02

JAERI-M-89-016.pdf:1.46MB

簡易イオンビーム発生器(TIBI)は、現在高崎研究所で進められている放射線高度利用研究の先行研究を行うために、昭和62年10月に設置したものである。気体及び固体からのイオンの発生、および200keVまでのイオンの加速が可能であり、-196$$^{circ}$$Cおよび室温から1200$$^{circ}$$Cまでの範囲の温度でイオン注入できる試料チェンバーを付属している。本報告書は、簡易イオンビーム発生器の設置までの経緯,装置の概要、運転要領および安全対策、種々のイオンの発生と加速試験の結果、本装置を用いた注入実験の予備的な実験結果、さらに、今後の研究課題をまとめたものである。

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