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論文

CH$$_3$$Cl dissociation, CH$$_3$$ abstraction, and Cl adsorption from the dissociative scattering of supersonic CH$$_3$$Cl on Cu(111) and Cu(410)

牧野 隆正*; 津田 泰孝; 吉越 章隆; Di$~n$o, W. A.*; 岡田 美智雄*

Applied Surface Science, 642, p.158568_1 - 158568_6, 2024/01

https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2023.158568
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Chemistry, Physical)

To study the elementary steps in the Rochow-Muller process, we bombarded Cu(111) and Cu(410) with 0.7-1.9 eV supersonic molecular beams (SSMB) of CH$$_3$$Cl. We then identified the corresponding adsorbed species using X-ray photoemission spectroscopy (XPS) in conjunction with synchrotron radiation (SR). We found Cl as the dominant adsorbed species (much higher than that of adsorbed carbonaceous species) coming from the dissociative scattering of CH$$_3$$Cl. We also found that the threshold kinetic energy of the reaction depends on the crystal surface orientation.

論文

Work function lowering of LaB$$_{6}$$ by monolayer hexagonal boron nitride coating for improved photo- and thermionic-cathodes

山口 尚登*; 遊佐 龍之介*; Wang, G.*; Pettes, M. T.*; Liu, F.*; 津田 泰孝; 吉越 章隆; 虻川 匡司*; Moody, N. A.*; 小川 修一*

Applied Physics Letters, 122(14), p.141901_1 - 141901_7, 2023/04

https://doi.org/10.1063/5.0142591
 被引用回数：3 パーセンタイル：85.09(Physics, Applied)

単層BMをコートしたLaB$$_{6}$$の仕事関数の低減に関して報告する。hBNでコートされた領域は、非被覆あるいはグラフェンコートされたLaB$$_{6}$$(100)単結晶領域に比べて仕事関数が低下していることが、光電子顕微鏡(PEEM)および熱電子顕微鏡(TEEM)実験から分かった。グラフェンコートに比べてhBNコートされたLaB$$_{6}$$(100)では、非常に大きな仕事関数の低下が起きることが、DFT計算から定性的に分かった。計算に酸化層を考慮すると、計算と実験の間の整合性が改善された。放射光XPSによって、我々のLaB$$_{6}$$表面に酸化層が実在することを確認した。

論文

半導体の最先端

津田 泰孝

日本海新聞, P. 7, 2023/02

我々が普段使っているスマートフォンやPCがどのように動いているかご存じだろうか。それらの中で行われる高度な電子制御の鍵を握るのは、半導体と呼ばれる物質である。半導体とは、条件により電気を通す性質と通さない性質の両方を示す物質であり、特に代表的な半導体であるシリコンはあらゆる電化製品に利用されている。電子機器の制御をおこなう集積回路は、シリコンを酸素と反応させ、酸化膜を表面に形成するというプロセスを経て作られる。高性能な回路を構築するためには、この酸化膜をできるだけ薄く作ることが必要であり、近年その薄さはおよそ1ナノメートル(十億分の一メートル)にまで達している。これは物質を形作る原子の数で言いかえると、わずか数個分という薄さである。ここにほんの少しでも原子の抜け(欠陥)が存在すると消費電力の増加や誤作動といった問題が起こる。欠陥の少ない良質な酸化膜を作成するためには、反応を理解し、精密に制御することが必須である。シリコンと酸素との反応メカニズムは、未だ全貌が理解されているとはいえず、半導体産業の最先端では日々研究が進められている。しかし、反応式にしてしまえばSi+O$$_{2}$$ $$rightarrow$$ SiO$$_{2}$$という中学、高校で習うような簡単なものである。半導体に限らず、最先端の現場で活用される知識は、必ず学校で習う基礎と地続きである。子どもたちが学校でよく学び、将来活躍してくれることを期待している。

論文

Evaluation of doped potassium concentrations in stacked two-Layer graphene using real-time XPS

小川 修一*; 津田 泰孝; 坂本 徹哉*; 沖川 侑揮*; 増澤 智昭*; 吉越 章隆; 虻川 匡司*; 山田 貴壽*

Applied Surface Science, 605, p.154748_1 - 154748_6, 2022/12

https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2022.154748
 被引用回数：3 パーセンタイル：48.5(Chemistry, Physical)

グラフェンのKOH溶液への浸漬により、SiO$$_{2}$$/Siウェハ上のグラフェンの移動度が改善される。これはK原子によるグラフェン修飾による電子ドーピングのためと考えられるが、このときのグラフェンに含まれるK濃度は不明だった。本研究では高輝度放射光を用いたXPS分析によりK濃度を求めた。リアルタイム観察によりK原子濃度の時間変化を求め、放射光未照射時のK原子濃度は0.94%と推定された。また、K原子の脱離に伴ってC 1sスペクトルが低結合エネルギー側にシフトした。これはグラフェンへの電子ドープ濃度が減少していることを示し、K原子はグラフェンに電子注入していることが実験的に確かめられた。

論文

Roles of excess minority carrier recombination and chemisorbed O$$_{2}$$ species at SiO$$_{2}$$/Si interfaces in Si dry oxidation; Comparison between p-Si(001) and n-Si(001) surfaces

津田 泰孝; 吉越 章隆; 小川 修一*; 坂本 徹哉*; 山本 善貴*; 山本 幸男*; 高桑 雄二*

Journal of Chemical Physics, 157(23), p.234705_1 - 234705_21, 2022/12

https://doi.org/10.1063/5.0109558
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Chemistry, Physical)

This paper gives experimental evidence for that (1) the excess minority carrier recombination at the SiO$$_2$$/p-Si(001) and SiO$$_2$$/n-Si(001) interfaces is associated with the O$$_2$$ dissociative adsorption, (2) the 700-eV X-ray induced enhancement of the SiO$$_2$$ growth is not caused by the band flattening due to the surface photovoltaic effect but ascribed to the electron-hole pair creation due to core level photoexcitation for the spillover of the bulk Si electronic states to the SiO$$_2$$ layer, (3) changes of band bending result from the excess minority carrier recombination at the oxidation-induced vacancy site when turning on and off the X-ray irradiation, and (4) a metastable chemisorbed O$$_2$$ species (Pb1-paul) plays a decisive role in combining two kinds of the reaction loops of single- and double-step oxidation. Based on the experimental results, the unified Si oxidation reaction model mediated by point defect generation [Jpn. J. Appl. Phys. 59, SM0801 (2020)] is extended from a viewpoint of (a) the excess minority carrier recombination at the oxidation-induced vacancy site and (b) the trapping-mediated adsorption through the chemisorbed O$$_2$$ species at the SiO$$_2$$/Si interface.

論文

Observation of chemisorbed O$$_2$$ molecule at SiO$$_2$$/Si(001) interface during Si dry oxidation

津田 泰孝; 吉越 章隆; 小川 修一*; 坂本 徹哉*; 高桑 雄二*

e-Journal of Surface Science and Nanotechnology (Internet), 21(1), p.30 - 39, 2022/11

https://doi.org/10.1380/ejssnt.2023-005

We irradiated n-Si(001) with a 0.06 eV supersonic O$$_2$$ molecular beam and characterized the SiO$$_2$$ surface and SiO$$_2$$/Si interface using real-time X-ray photoemission spectroscopy. The molecularly-adsorbed O$$_2$$ was observed not only during the Si surface oxidation process but also during the SiO$$_2$$/Si interface oxidation process, suggesting that trapping-mediated adsorption occurs at SiO$$_2$$/Si interface as well as on the Si surface. We found a good linear correlation between the SiO$$_2$$/Si interface oxidation rate and the amount of molecularly-adsorbed O$$_2$$, revealing that the double-step oxidation loop exclusively proceeds through P$$_{b1}$$-paul formation and minority carrier trapping at room temperature. The offset of the linear correlation indicates the presence of ins-paul on the SiO$$_2$$ surface, which has nothing to do with the double-step oxidation loop because point defect generation is not affected by the volume expansion of ins-paul oxidation in the flexible SiO$$_2$$ network.

論文

Probing copper and copper-gold alloy surfaces with space-quantized oxygen molecular beam

津田 泰孝; Gueriba, J. S.*; 植田 寛和*; Di$~n$o, W. A.*; 倉橋 光紀*; 岡田 美智雄*

JACS Au (Internet), 2(8), p.1839 - 1847, 2022/08

https://doi.org/10.1021/jacsau.2c00156

The orientation and motion of reactants play important roles in reactions. The small rotational excitations involved render the reactants susceptible to dynamical steering, making direct comparison between experiment and theory rather challenging. Using space quantized molecular beams, we directly probe the (polar and azimuthal) orientation dependence of O$$_{2}$$ chemisorption on Cu$$(110)$$ and Cu$$_{3}$$Au$$(110)$$. We observe polar and azimuthal anisotropies on both surfaces. Chemisorption proceeds rather favorably with the O-O bond axis oriented parallel (${it vs.}$ perpendicular) to the surface, and also rather favorably with the O-O bond axis oriented along $$[001]$$ (${it vs.}$ along $$[bar{1}10]$$). The presence of Au hinders the surface from further oxidation, introducing a higher activation barrier to chemisorption, and rendering an almost negligible azimuthal anisotropy. The presence of Au also prevents cartwheel-like rotating O$$_{2}$$ from further reactions.

論文

High reactivity of H$$_{2}$$O vapor on GaN surfaces

角谷 正友*; 隅田 真人*; 津田 泰孝; 坂本 徹哉; Sang, L.*; 原田 善之*; 吉越 章隆

Science and Technology of Advanced Materials, 23(1), p.189 - 198, 2022/00

https://doi.org/10.1080/14686996.2022.2052180
 被引用回数：4 パーセンタイル：51.62(Materials Science, Multidisciplinary)

GaNは、パワーエレクトロニクスデバイスとして注目される材料である。GaNの表面酸化の理解は、金属-酸化膜-半導体(MOS)デバイスを改善するために重要である。本研究では、GaNの結晶面(+c,-c,m-面)毎の酸化特性を、リアルタイムXPSとDFT-MDシミュレーションによって調べた。その結果、H$$_{2}$$OとGaN表面との間のスピン相互作用によりH$$_{2}$$O蒸気が最も高い反応性を示すことがわかった。m面では、化学吸着が支配的であった。本研究は、Al$$_{x}$$Ga$$_{1-x}$$N原子層成膜時に意図しない酸化を防ぐために、H$$_{2}$$OおよびO$$_{2}$$以外の酸化剤ガスを使用する必要があることを示唆している。

論文

Revisit of XPS studies of supersonic O$$_{2}$$ molecular adsorption on Cu(111); Copper oxides

林田 紘輝*; 津田 泰孝; 山田 剛司*; 吉越 章隆; 岡田 美智雄*

ACS Omega (Internet), 6(40), p.26814 - 26820, 2021/10

https://doi.org/10.1021/acsomega.1c04663
 被引用回数：7 パーセンタイル：44.69(Chemistry, Multidisciplinary)

X線光電子分光法(XPS)を用いて、バルクCu$$_{2}$$O(111)表面と0.5eVのO$$_{2}$$超音速分子線(SSMB)を用いて作製したCu(111)表面のタイプ8とタイプ29と呼ばれる二種類の酸化物に関するXPS分析を報告する。新しい構造モデルを提案するとともに、以前提案した[29]構造のモデルを確認した。酸化物構造の新しいモデルを提案するとともに、O1s XPSスペクトルに基づいて、Cu(111)上のタイプ29酸化物の既提案モデルを確認した。O1sスペクトルの検出角依存性から、ナノピラミッド型モデルがO 1sスペクトルの検出角依存性は、($$sqrt{3}$$X$$sqrt{3}$$)R30$$^{circ}$$ Cu$$_{2}$$O(111)ではナノピラミッドモデルがより好ましいことがわかった。また、O1s電子励起過程を報告する。

論文

Oxidation of anatase TiO$$_{2}$$(001) surface using supersonic seeded oxygen molecular beam

勝部 大樹*; 大野 真也*; 高柳 周平*; 尾島 章輝*; 前田 元康*; 折口 直紀*; 小川 新*; 池田 夏紀*; 青柳 良英*; 甲谷 唯人*; et al.

Langmuir, 37(42), p.12313 - 12317, 2021/10

https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.1c01752
 被引用回数：1 パーセンタイル：6.77(Chemistry, Multidisciplinary)

超音速分子ビーム(SSMB)を用いて、アナターゼ型TiO$$_{2}$$(001)表面の酸素空孔の酸化を調べた。SSMBによって表面およびサブサーフェイスの酸素空孔を除去できた。格子間空孔が酸素空孔の大部分と考えられるが、SSMBによって効果的に除去できた。表面の酸素空孔は、TiO$$_{2}$$結晶成長後の状態では安定であるが、SSMBを用いて同様に効果的に除去できた。

論文

Thermally altered subsurface material of asteroid (162173) Ryugu

北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 高木 靖彦*; 中村 智樹*; 廣井 孝弘*; 松岡 萌*; et al.

Nature Astronomy (Internet), 5(3), p.246 - 250, 2021/03

https://doi.org/10.1038/s41550-020-01271-2
 被引用回数：43 パーセンタイル：96.93(Astronomy & Astrophysics)

2019年4月「はやぶさ2」ミッションは、地球に近い炭素質の小惑星(162173)リュウグウの人工衝撃実験を成功させた。これは露出した地下物質を調査し、放射加熱の潜在的な影響をテストする機会を提供した。はやぶさ2の近赤外線分光器(NIRS3)によるリュウグウの地下物質の観測結果を報告する。発掘された材料の反射スペクトルは、表面で観測されたものと比較して、わずかに強くピークがシフトした水酸基(OH)の吸収を示す。これは、宇宙風化や放射加熱が最上部の表面で微妙なスペクトル変化を引き起こしたことを示している。ただし、このOH吸収の強度と形状は、表面と同様に、地下物質が300$$^{circ}$$Cを超える加熱を経験したことを示している。一方、熱物理モデリングでは、軌道長半径が0.344AUに減少しても、推定される掘削深度1mでは放射加熱によって温度が200$$^{circ}$$Cを超えて上昇しないことが示されている。これは、リュウグウ母天体が放射加熱と衝撃加熱のいずれか、もしくは両方により熱変化が発生したという仮説を裏付けている。

論文

Interface atom mobility and charge transfer effects on CuO and Cu$$_{2}$$O formation on Cu$$_{3}$$Pd(111) and Cu$$_{3}$$Pt(111)

津田 泰孝; Gueriba, J. S.*; 牧野 隆正*; Di$~n$o, W. A.*; 吉越 章隆; 岡田 美智雄*

Scientific Reports (Internet), 11, p.3906_1 - 3906_8, 2021/02

https://doi.org/10.1038/s41598-021-82180-w
 被引用回数：3 パーセンタイル：16.03(Multidisciplinary Sciences)

We bombarded Cu$$_{3}$$Pd(111) and Cu$$_{3}$$Pt(111) with a 2.3 eV hyperthermal oxygen molecular beam (HOMB) source, and characterized the corresponding (oxide) surfaces with synchrotron-radiation X-ray photoemission spectroscopy (SR-XPS). At 300 K, CuO forms on both Cu$$_{3}$$Pd(111) and Cu$$_{3}$$Pt(111). When we increase the surface temperature to 500 K, Cu$$_{2}$$O also forms on Cu$$_{3}$$Pd(111), but not on Cu$$_{3}$$Pt(111). For comparison, Cu$$_{2}$$O forms even at 300 K on Cu(111). On Cu$$_{3}$$Au(111), Cu$$_{2}$$O forms only after 500 K, and no oxides can be found at 300 K. We ascribe this difference in Cu oxide formation to the mobility of the interfacial species (Cu/Pd/Pt) and charge transfer between the surface Cu oxides and subsurface species (Cu/Pd/Pt).

論文

The Surface composition of asteroid 162173 Ryugu from Hayabusa2 near-infrared spectroscopy

北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 荒井 武彦*; 仲内 悠祐*; 中村 智樹*; 松岡 萌*; et al.

Science, 364(6437), p.272 - 275, 2019/04

https://doi.org/10.1126/science.aav7432
 被引用回数：259 パーセンタイル：99.73(Multidisciplinary Sciences)

小惑星探査機はやぶさ2のターゲット天体であるリュウグウは、始原的な炭素質物質で構成されていると考えられている。はやぶさ2に搭載された近赤外分光計(NIRS3)によって、天体の表面組成を得た。天体全体の観測で、弱く細い吸収が2.72ミクロンに確認され、OHを含む鉱物の存在を示している。弱いOH吸収と低いアルベドは熱やショックによって変質を受けた炭素質コンドライトに似ている。OHバンドの位置はほとんど一定であり、衝撃片の集合によって形成されたリュウグウは組成的に均質であることを示している。

論文

超音速酸素分子ビームによる銅金合金表面の酸化過程解明

岡田 美智雄*; 津田 泰孝*; 吉越 章隆; Di$~n$o, W. A.*

銅と銅合金, 56(1), p.232 - 236, 2017/00

超音速酸素分子ビームを用いたCu$$_{3}$$Au(111)の酸化過程の表面温度依存性を解明した。実験はSPring-8放射光X線光電子分光(XPS)を用いた。酸素ビーム照射前の表面では、表面第一層にAu原子が析出しているが、酸化して0.5ML程度の酸素が吸着すると表面にCuが析出し酸素吸着層を形成し、第2, 3層にAuが多く存在する特異な構造を形成する。表面温度300Kでは、0.5ML程度で飽和吸着し、亜酸化銅は成長しなかった。一方、Cu(111)ではCu$$_{3}$$Au(111)よりも、効率よく酸化が起こり、亜酸化銅が成長した。これは、Cu$$_{3}$$Au(111)では、0.5ML程度で第2, 3層にAu原子が多く存在し衝突誘起吸収機構による酸化を阻害するためである。理論計算からもO原子のバルクへの拡散障壁は、Cu$$_{3}$$Au(111)で大きくなっている。ごく一部Cu原子が多く存在するサイトでは衝突誘起吸収機構により亜酸化銅が生成した。一方、表面温度400および500Kでは、酸化が進み亜酸化銅の成長が見られた。400Kでは、表面上に酸化物が成長し、バルクへの酸化はまだ押さえられているが、500Kでは、バルクへと亜酸化銅が成長し、保護膜機能は壊れることがわかった。

論文

Experimental and theoretical studies on oxidation of Cu-Au alloy surfaces; Effect of bulk Au concentration

岡田 美智雄*; 津田 泰孝*; 岡 耕平*; 小島 一希*; Di$~n$o, W. A.*; 吉越 章隆; 笠井 秀明*

Scientific Reports (Internet), 6, p.31101_1 - 31101_8, 2016/08

https://doi.org/10.1038/srep31101
 被引用回数：28 パーセンタイル：73.49(Multidisciplinary Sciences)

超熱酸素分子ビームを使ったCu$$_{3}$$Au(111), CuAu(111)およびAu$$_{3}$$Cu(111)などのCu-Au合金表面酸化に関する実験および理論研究の結果を報告する。清浄(111)表面に対応する最表面層がAu偏析によって形成された。これが、バルク中へのさらなる酸化を抑制層として機能する。保護層中のAu濃度が高いほど、保護特性は優れていた。Cu-Au合金3種類のうちAu$$_{3}$$Cu(111)が超熱酸素分子ビームの場合も含めて解離吸着に対して安定であった。以上の保護特性が300K以上の酸化に対して崩壊することを見出した。

論文

Surface temperature dependence of oxidation of Cu$$_{3}$$Au(111) by an energetic oxygen molecule

津田 泰孝*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 岡田 美智雄*

Materials Research Express (Internet), 3(3), p.035014_1 - 035014_8, 2016/03

https://doi.org/10.1088/2053-1591/3/3/035014
 被引用回数：5 パーセンタイル：18.8(Materials Science, Multidisciplinary)

超熱酸素分子ビームと放射光X線光電子分光を使ったCu$$_{3}$$Au(111)の酸化プロセスの表面温度依存性に関する研究を報告する。O-1sスペクトルおよび対応する酸素アップテイクカーブは、400および500KにおいてCu$$_{2}$$Oドメインが効率的に生成することを示した。酸素の分布の解析結果は、熱誘起原子拡散が500Kにおいてより厚いCu$$_{2}$$Oドメインの形成を引き起こしたことを示した。Cu$$_{3}$$Au(111)の酸化はCu(111)よりも300-500Kにおいては起き難かったので、Cu$$_{3}$$Au(111)の耐酸化特性がCuに比べてより高温で維持されることが示された。

論文

The Effects of alloying and segregation for the reactivity and diffusion of oxygen on Cu$$_{3}$$Au(111)

岡 耕平*; 津田 泰孝*; 牧野 隆正*; 岡田 美智雄*; 橋之口 道宏*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 笠井 秀明*

Physical Chemistry Chemical Physics, 16(36), p.19702 - 19711, 2014/08

https://doi.org/10.1039/C4CP02675F
 被引用回数：11 パーセンタイル：40.33(Chemistry, Physical)

Oxidation of Cu$$_{3}$$Au(111) by a hyperthermal O$$_{2}$$ molecular beam was investigated by synchrotron X-ray photoemission spectroscopy. From the incident-energy dependence of O-uptake curve, dissociative adsorption of O$$_{2}$$ is less effective on Cu$$_{3}$$Au(111) than on Cu(111). The dissociative adsorption is accompanied by the Cu segregation on Cu$$_{3}$$Au(111) as well on Cu$$_{3}$$Au(100) and Cu$$_{3}$$Au(110). Obvious growth of Cu$$_{2}$$O cannot be observed at incident energy of 2.3 eV and it suggests that Au-rich layers prevent the diffusion of O atoms into bulk. Density functional theory calculations indicate that O adsorption shows same behavior on Cu$$_{3}$$Au(111) and on Cu(111). The barrier of diffusion into subsurface in segregated Cu$$_{3}$$Au(111) is higher than that of Cu(111). It indicates that segregated Au-rich layer works as a protective layer.

論文

Initial stages of Cu$$_{3}$$Au(111) oxidation; Oxygen induced Cu segregation and the protective Au layer profile

津田 泰孝*; 岡 耕平*; 牧野 隆正*; 岡田 美智雄*; Di$~n$o, W. A.*; 橋之口 道宏*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 笠井 秀明*

Physical Chemistry Chemical Physics, 16(8), p.3815 - 3822, 2014/02

https://doi.org/10.1039/c3cp54709d
 被引用回数：14 パーセンタイル：49(Chemistry, Physical)

We report results of our experimental and theoretical studies on the Au concentration profile of Cu$$_{3}$$Au(111) during oxidation by hyperthermal O$$_{2}$$ molecule beam at room temperature, using X-ray photoemission spectroscopy, in conjunction with synchrotron radiation, and density functional theory. Before O$$_{2}$$ exposure, we observe strong Au segregation to the top layer, i.e., Au surface enrichment of the clean surface. We also observe a gradual Cu surface enrichment, and Au enrichment of the second and third (subsurface) layers, with increasing O coverage. Complete Cu segregation to the surface occurs at 0.5 ML O surface coverage. The Au-rich second and third layers of the oxidized surface demonstrate the protective layer formation against oxidation deeper into bulk.

論文

Electron cyclotron heating applied to the JT-60U tokamak

星野 克道; 鈴木 隆博; 諌山 明彦; 井手 俊介; 竹永 秀信; 久保 博孝; 藤田 隆明; 鎌田 裕; 藤井 常幸; 津田 孝; et al.

Fusion Science and Technology, 53(1), p.114 - 129, 2008/01

https://doi.org/10.13182/FST08-A1659
 被引用回数：2 パーセンタイル：16.99(Nuclear Science & Technology)

電子サイクロトロン加熱(ECH)のJT-60Uトカマクへの適用結果について報告する。ECHは、そのプラズマへの局所的結合特性の良さからJT-60Uの先進トカマク研究に、(1)新古典テアリング不安定性(NTM)の抑制,(2)内部輸送障壁研究,(3)不純物排気,(4)中心ソレノイドなしの電流立ち上げ,(5)電流ホール研究,(6)閉じ込め輸送研究、及び(7)プラズマ立ち上げ時や立ち下げ時の補助手段として貢献していることを示した。

論文

Density limit in discharges with high internal inductance on JT-60U

山田 弘司*; 竹永 秀信; 鈴木 隆博; 藤田 隆明; 滝塚 知典; 鎌田 裕; 朝倉 伸幸; 津田 孝; 武智 学; 松永 剛; et al.

Nuclear Fusion, 47(11), p.1418 - 1424, 2007/11

https://doi.org/10.1088/0029-5515/47/11/003
 被引用回数：1 パーセンタイル：3.54(Physics, Fluids & Plasmas)

プラズマ電流のランプダウンにより、周辺部の磁気シアの指標である内部インダクタンス(${it l$_{rm i}$}$を2.8まで高めたJT-60UのLモードプラズマにおいて、グリーンワルド限界を1.7倍超える高密度を実現した。同プラズマでは、グリーンワルド限界を超える高い密度でもLモード閉じ込め比例則より1.5倍高い閉じ込め性能を維持しており、周辺温度も高く維持されている。これまでの研究で、高${it l$_{rm i}$}$放電は高い閉じ込め性能が得られることが示されていたが、本研究ではそれに加えて高い周辺温度と関連して密度限界に対しても高${it l$_{rm i}$}$放電は裕度が大きいことを明らかにした。ダイバータ領域のD$$alpha$$発光強度の急激な減少で特徴づけられる非接触現象が起こる密度も高${it l$_{rm i}$}$放電では高い。以上の結果から、高${it l$_{rm i}$}$放電では周辺部の熱及び粒子輸送が改善し、密度限界が緩和したことを示唆した。このような高${it l$_{rm i}$}$放電は通常のトカマク運転領域からは外れているものの、周辺部の磁気シアが密度限界の物理機構を明らかにするための重要な鍵になっていることを示している。

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