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論文

Partial crystallization of silicon by high intensity laser irradiation

東 博純*; 匂坂 明人; 大道 博行; 伊藤 勇夫*; 門浦 弘明*; 神谷 信雄*; 伊藤 忠*; 西村 昭彦; Ma, J.*; 森 道昭; et al.

Applied Surface Science, 255(24), p.9783 - 9786, 2009/09

https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2009.04.143
 被引用回数：2 パーセンタイル：11.19(Chemistry, Physical)

フェムト秒レーザー及びナノ秒レーザーを用いて、照射強度10$$^{17}$$ W/cm$$^{2}$$及び10$$^{9}$$ W/cm$$^{2}$$で単結晶シリコン基板及びアモルファスシリコン膜を有する単結晶シリコン基板に照射した。単結晶シリコン基板へのレーザー照射では、レーザー照射部には多結晶、周辺部には多結晶とアモルファスで構成される針状の構造が形成された。特に照射強度が10$$^{16}$$ W/cm$$^{2}$$の場合は、多結晶は基板とほぼ同じ方位を向いた。照射強度が10$$^{8}$$ W/cm$$^{2}$$より低い場合は、基板が単結晶シリコンの場合でもアモルファスシリコンが形成された。

論文

Efficient production of a collimated MeV proton beam from a Polyimide target driven by an intense femtosecond laser pulse

西内 満美子; 大道 博行; 余語 覚文; 織茂 聡; 小倉 浩一; Ma, J.-L.; 匂坂 明人; 森 道昭; Pirozhkov, A. S.; 桐山 博光; et al.

Physics of Plasmas, 15(5), p.053104_1 - 053104_10, 2008/05

https://doi.org/10.1063/1.2928161
 被引用回数：45 パーセンタイル：83.63(Physics, Fluids & Plasmas)

超高強度フェムト秒レーザーを7.5, 12.5, and 25$$mu$$m厚のポリイミドターゲットに照射することにより、最高エネルギー4MeVの高フラックスプロトンビームを発生した。レーザーのエネルギーは1.7Jパルス幅34fs強度は3$$times$$10$$^{19}$$Wcm$$^{-2}$$であった。Amplified spontaneous emissionの強度(コントラスト)はメインパルスの4$$times$$10$$^{-8}$$であった。レーザーからプロトンへのエネルギーの変換効率は、3%に達し、ナノメートル厚の超薄型ターゲットとコントラストが極低いレーザー($$sim$$10$$^{-10}$$)を使って得られた既存の結果とほぼ同じか、それよりも良い結果を得た。

論文

Generation of nanometer-sized silicon tadpoles irradiated with a high intensity laser pulse

匂坂 明人; 東 博純*; 大道 博行; 神谷 信雄*; 伊藤 忠*; 竹内 昭博*; 鈴木 教友*; 西村 昭彦; 森 道昭; 織茂 聡; et al.

Proceedings of 4th International Congress on Laser Advanced Materials Processing (LAMP 2006) (Internet), 3 Pages, 2006/00

電磁材料等においてナノサイズの柱状結晶が形成されれば、その電磁特性としてこれまで得られなかった特性を得ることが期待できる。ここで、高輝度のフェムト秒レーザー照射したシリコンの飛散粒子に注目すると、レーザーと物質との相互作用による強い電場を受けるのでナノ秒レーザー照射とは異なる飛散粒子の形態が予測される。そのため本研究では、原子力機構設置のチタンサファイアレーザーを用いてシリコンターゲットに照射した。集光強度は$$sim$$5$$times$$10$$^{16}$$W/cm$$^{2}$$であった。そして、シリコンターゲットからのアブレータを採取し、高分解能の透過型電子顕微鏡や電子線回折等でその構造などを詳細に調べた。その結果、多結晶成分とアモルファス成分をもつタッドポール粒子の発生を確認した。

口頭

ポリイミドターゲットからの高強度フェムト秒レーザー駆動高フラックスMeV級陽子線

西内 満美子; 大道 博行; 余語 覚文; 織茂 聡; 小倉 浩一; Ma, J.-L.; 匂坂 明人; 森 道昭; Pirozhkov, A. S.; 桐山 博光; et al.

no journal, , 

50TW級高強度短パルスTi:Sapレーザーと厚さ7.5$$mu$$m, 12.5$$mu$$m, 25$$mu$$mの透明なポリイミド[(C$$_{16}$$H$$_{6}$$O$$_{4}$$N$$_{2}$$)n]ターゲットとの相互作用により、最高エネルギー4MeVの高フラックスな陽子線の発生を行った。エネルギー1.7J,パルス幅35fsのTi:Sapレーザー光をターゲット上に3$$times$$10$$^{19}$$Wcm$$^{-2}$$の強度で集光した。レーザーのメインパルス近傍でのメインパルスとバックグラウンドのコントラスト比は4$$times$$10$$^{-8}$$であった。レーザーから得られた陽子線へのエネルギー変換効率は$$sim$$3%に達した。この変換効率の値は、同レベルのレーザー($$sim$$数J級)を用い、ナノメートルの厚さの超薄膜ターゲットを用いて行った他の研究結果を超える値である。本報告では、超短パルスレーザのコントラスト比,ターゲットの厚さ,レーザーフォーカス条件に対するレーザーから陽子線への変換効率と最大エネルギーの依存性を示し、それぞれの最大化に向けた研究の方向を議論する。

口頭

Imaging of Li distribution in Li-ion batteries by Particle-Induced Gamma Ray Emission using proton microbeam

三間 圀興*; 東 博純*; 山崎 明義; 神谷 富裕; 奥田 匠昭*; 右京 良雄*; 加藤 義章*; Gonzales, R.*; Soldo, F.*; Perlado, J. M.*; et al.

no journal, , 

The micro-meter scale distribution of Li in a positive electrode of a Li-ion battery contains Li$$_{rm x}$$Ni$$_{0.75}$$Co$$_{0.15}$$Al$$_{0.05}$$Mg$$_{0.05}$$O$$_{2}$$ (x = 1.05$$sim$$0.5) micro particles was imaged by micro-PIGE (Particle-Induced Gamma Ray Emission) technique with the beam diameter of 1$$sim$$1.5 $$mu$$m at Takasaki Ion Accelerators for Advanced Radiation Application facility. In the experiments, measurements were made on the cross section of a positive electrode which was disassembled from the Li-ion battery after rapid charging. As a result, we found that the Li concentration distribution is non-uniform along the depth direction as is expected from the Li diffusion velocity and the charging speed of the sample. This results show that the IBMA is a powerful tool for the diagnostics of the Li-ion batteries and also for that of other battery structures under various charge and discharge conditions. Those data are expected to be useful for the R&D of the advanced batteries.

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