Spontaneous formation of suboxidic coordination around Co in ferromagnetic rutile TiCoO film

Hu, W.*; 林 好一*; 福村 知昭*; 赤木 和人*; 塚田 捷*; 八方 直久*; 細川 伸也*; 大和田 謙二; 高橋 正光; 鈴木 基寛*; et al.

Applied Physics Letters, 106(22), p.222403_1 - 222403_5, 2015/06

https://doi.org/10.1063/1.4921847

The local atomic structures around Co in high temperature diluted ferromagnetic semiconductor Co-doped TiO has been investigated using X-ray fluorescence holography and X-ray absorption fine structure experiments. While the Co atoms in the TiCoO simply substituted for Ti sites in the rutile structure, a suboxidic arrangement of CoOTi was found to form around Co in the TiCoO films. First-principles calculations supported the stability of the aggregated suboxidic clusters in the rutile TiO. The suboxidic coordination may be the source of strong exchange interaction, resulting in the high Curie temperature in Co-dopedTiO.

Laser expulsion of an organic molecular nanojet from a spatially confined domain

後藤 真宏*; Zhigilei, L. V.*; Hobley, J.*; 岸本 牧; Garrison, B. J.*; 福村 裕史*

Journal of Applied Physics, 90(9), p.4755 - 4760, 2001/11

https://doi.org/10.1063/1.1407315

有機分子を位置選択的にナノメートルオーダーの領域に配置する技術の実現を目的とした新しい極微小領域分子注入法の開発を試みた。有機分子を、開口径100nmのマイクロピペットの先端部に結晶化させたものを注入源として使用し、そこに光ファイバーで導かれたパルスレーザ光を照射し、先端部の分子を光励起して有機分子クラスターを発射させる。注入分子としてクマリン545などを用いた注入実験を行い、最小670nmの微小領域に分子注入できたことを確認した。さらに注入部位の表面形態を近接場光顕微鏡を用いて観察し、高分子フィルムの隆起を生じること、隆起量は注入分子量に依存することを調べた。さらにレーザー光強度をコントロールすることにより、有機分子クラスターを高分子フィルム上に置くことができることがわかり、ナノサイズの高分子粒を近接場光顕微鏡プローブを使ってフィルム上を自由に移動させることができることを示した。

Microscopic laser patterning of functional organic molecules

岸本 牧; Hobley, J.*; 後藤 真宏*; 福村 裕史*

Advanced Materials, 13(15), p.1155 - 1158, 2001/08

https://doi.org/10.1002/1521-4095(200108)13:15<1155::AID-ADMA1155>3.0.CO;2-O

次世代デバイスとして注目されている機能性有機分子素子の作成には、分子を基板上の任意の位置にミクロン・ナノサイズで配置する技術の確立が必要である。そこで極短パルスレーザー照射によって有機分子が非破壊的に高分子マトリックス中を移動する現象を利用し、顕微鏡とレーザーシステムを組み合わせることによってパルスレーザー光をミクロンサイズ以下に集光させることにより、蛍光色素分子を高分子フィルムの任意の位置に注入することに成功した。実験では最小4mの微小スポットに蛍光色素を注入することに成功し、将来ナノサイズの分子素子の可能性を示すことができた。

Measurement of induced radioactivity in copper exposed to high energy heavy ion beam

Kim, E.; 中村 尚司*; 上蓑 義明*; 伊藤 祥子*; 福村 明史*

Journal of Nuclear Science and Technology, 37(Suppl.1), p.811 - 815, 2000/03

https://doi.org/10.1080/00223131.2000.10875003

高エネルギー加速器施設において、ターゲット、加速器機器の放射化量を評価することは、施設の設計や被ばく防護の観点から重要である。しかし、イオンビーム照射時の放射化量を評価するための実験データは極めて少ない。そこで、核子あたり290MeV及び400MeVのCイオン、400MeVのNeイオンを、厚さ3cm及び5cmの銅ターゲットに入射させ、核破砕反応により生成される放射性核種のターゲット中での分布を調べた。また、この結果を用いて、ビーム停止後の経過時間に対するターゲット周辺における線量当量率を評価した。以上の結果から、加速器保守時の作業者の外部被ばく評価に利用できる有用な知見を得た。

Laser-induced implantation of organic molecules into sub-micrometer regions of poymer surfaces

後藤 真宏; Hobley, J.; 河西 俊一; 福村 裕史

Applied Physics A, 69(suppl.), p.S257 - S261, 1999/12

https://doi.org/10.1007/s003399900375

有機分子は、それ自身が非常に多用な機能を持ち合わせており、化学センサー、光学・電子回路等への応用が注目されつつある。ところがこれまでこれら分子を意図した通りに配列することは困難であり、それらデバイスの実現には至っていない。われわれは、中空ファイバーチップ中に有機分子を導入し、レーザー光により励起、射出することを利用した新しい分子注入装置を作製した。その結果、高分子固体中のサブミクロンの微小領域に位置選択的に分子を注入することができた。またそれらを複数回、等間隔で注入することもできた。これにより光制御デバイス実現の道が開けた。

Single pulse nm-size grating formation in polymers using laser ablation with an irradiation wavelength of 355nm

Lippert, T.*; Gerber, T.*; Wokaun, A.*; Funk, D. J.*; 福村 裕史; 後藤 真宏

Applied Physics Letters, 75(7), p.1018 - 1020, 1999/00

https://doi.org/10.1063/1.124584

回折格子は光電子デバイスや液晶の配向等その応用性は注目されている。その作成法はおもに2つある。1つは機械的な手法、もう1つは光学的に作製する方法である。前者は高い精度で均一な格子を作製することが困難である。われわれは、マイケルソン干渉法と光分解ポリマーを組み合わせることにより、180nmと1090nmの回折格子を作ることに成功した。表面形状は原子間力顕微鏡を用いて測定した。さらに、レーザー照射回数、照射強度の違いによる回折格子形状変化を解析し、最適なナノメートルサイズ回折格子作製条件を見いだした。

Forward-transfer laser implantation of pyrene molecules in a solid polymer

D.M.Karnakis*; 後藤 真宏*; 一ノ瀬 暢之; 河西 俊一; 福村 裕史*

Applied Physics Letters, 73(10), p.1439 - 1441, 1998/09

https://doi.org/10.1063/1.121968

従来の方法とは異なった、レーザー光進行方向にそって分子を移動させ、高分子固体中に注入する方法を試みた。ピレン分子が分散されたPMMA高分子を原料フィルムとして用い、被注入フィルムにはPBMAを使用した。分子注入後のフィルム表面の状態を原子間力顕微鏡で測定し、ある薄膜では表面にクレーター状の構造が見え、部分的にアブレーションが起こっていることがわかった。また、注入された分子の量を蛍光分光法を用いて測定した結果、原料フィルムの膜厚が分子注入量に大きく影響していることがわかった。これらの結果を光熱過程及び熱・分子拡散を取り入れたメカニズムにより議論する。

Laser implantation of photochromic molecules into polymer films; A New approach towards molecular device fabrication

福村 裕史*; 雲林院 宏*; 番條 宏美*; 増原 宏*; D.M.Karnakis*; 一ノ瀬 暢之; 河西 俊一; 内田 欣吾*; 入江 正浩*

Applied Surface Science, 127-129, p.761 - 766, 1998/00

https://doi.org/10.1016/S0169-4332(97)00737-X

レーザー分子注入法によって有機分子をそのまま高分子表面層に空間選択的にドープすることが可能となった。したがって機能性有機分子をさまざまのデバイス製作へ応用することができる。この論文では、光異性化分子が351nmあるいは355nmのナノ秒パルスレーザーを用いて注入可能であること、また注入された分子が紫外光と可視光によって交互に、かつ繰り返しスイッチされることが示されている。空間選択性の一例として、レーザー注入法により回折格子の作製が試みられ、デバイス応用の観点から評価が行われた。

銅フタロシアニン誘導体凝集フィルムのレーザーアブレーションダイナミクス

細田 昌宏*; 古谷 浩志*; 福村 裕史*; 増原 宏*; 西井 正信; 一ノ瀬 暢之; 河西 俊一

レーザー研究, 25(4), p.306 - 311, 1997/04

https://doi.org/10.2184/lsj.25.306

銅フタロシアニン誘導体凝集フィルムにおけるレーザーアブレーションの動的挙動をナノ秒干渉、ナノ秒画像観察、AFM観察などで調べた。アブレーションしきい値(20mJ/cm)以上のレーザー強度(140mJ/cm)の照射で、フィルム表面から気体成分はパルス巾内に飛散した。一方、固体成分はミリ秒領域で飛び出した。こられの飛散成分はいずれも銅フタロシアニン誘導体の基底状態であった。このことから、レーザーアブレーションの機構として光熱反応の寄与が大きいことがわかった。また、飛散成分を高分子上に吸着させAFMで観測したところ120nmの大きさを持っていることがわかった。アブレーションした表面も同様の構造を観測したことから、飛散物は一分子で起こるのではなく、サブミクロンの大きさの粒子として起こっているものと結論した。

超ウラン元素を含む放射性廃棄物の光分解消滅のための基礎研究(II)

中村 尚司*; 山寺 亮*; 加瀬 健*; 福村 明史*; 柴田 誠一*; 藤原 一郎*

PNC-TJ4601 88-001, 51 Pages, 1988/03

PNC-TJ4601-88-001.pdf:3.92MB

放射性廃棄物中の長寿命放射性核種である超ウラン元素やSUP90/Sr、SUP137/Csなどの核分裂生成物を短寿命または安定な核種に変換する消滅処理の基礎研究として、制動放射線を用いた光核反応による変換について研究した。電子ライナックからの20、30、60MeVの電子ビームを白金コンバータにあてて制動放射線を発生させ、それをSUP238/U及びSUP237/Npの試料に照射して光中性子反応(,n)及び光核分裂反応(,f)により生成された核種の質量分布を求め、その結果から核変換量を算出した。またSUP235/U、SUP239/Puに関しても予備実験を行った。また制動放射線を天然のSr(炭酸ストロンチウム)及びCs(炭酸セシウム)の厚い体系に照射し、光核反応により生成された核種の体系内での分布を求め、計算結果と比較した。この体系は実際の消滅処理においてターゲットとなる廃棄物の形状を模擬したものである。光核反応による消滅処理は巨大共鳴を利用するので、電子エネルギーが数10MeVと低くてよく経済性に優れている点から有望な方法と期待されており、本研究がその開発のための基礎データを提供するものと思われる。