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Son, N. T.*; Hemmingsson, C. G.*; Paskova, T.*; Evans, K. R.*; 碓井 彰*; 森下 憲雄; 大島 武; 磯谷 順一*; Monemar, B.*; Janz
n, E.*
Physical Review B, 80(15), p.153202_1 - 153202_4, 2009/10
被引用回数：40 パーセンタイル：79.94(Materials Science, Multidisciplinary)耐放射線性半導体デバイスとして応用が期待される窒化ガリウム(GaN)中に、電子線照射により発生する欠陥を電子スピン共鳴(ESR)により調べた。2MeV電子線を1
10
/cm
照射することで欠陥を導入したGaNに対し、77KでESR測定を行ったところ、D1からD4までの4種類の欠陥に起因するESRシグナルが観測された。このうちD2について、
Nの超微細相互作用を詳細に調べたところ、Nサイトを置換した酸素とGa空孔のペア複合欠陥であり、その電荷状態がマイナスであることが判明した。
石井 保行; 磯矢 彰*; 小嶋 拓治; 荒川 和夫
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 211(3), p.415 - 424, 2003/11
被引用回数：17 パーセンタイル：72.74(Instruments & Instrumentation)超マイクロイオンビーム形成装置で形成を目指している径0.1
m以下のビーム径の評価を行うため、ビーム径評価システムを開発した。このシステムでは鋭いナイフエッジでビームを徐々に遮り、このエッジ後方に配したファラディーカップで減衰電流を測定し、この電流から径を評価する。このシステムに求められている空間分解能は少なくとも0.02mであり、この分解能を得るため、鋭いナイフエッジの製作,微小ナイフエッジ移動・位置検出システム、及び微小電流測定系の開発を行った。また、ビーム径の評価を行うため、ビーム集束点でのイオン密度に関する考察を行い、この密度がフラットトップ的なイオン密度であることを明らかにした。この装置を用いてビーム径の測定を行い超マイクロイオンビーム形成装置によりこの時点で形成されたビーム径が0.56mであることを示した。この結果から本ビーム径評価システムにより0.1m級のビーム径の測定が可能で或ることを示せた。
石井 保行; 磯矢 彰*; 小嶋 拓治
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 210, p.70 - 74, 2003/09
被引用回数：13 パーセンタイル：64.66(Instruments & Instrumentation)新しいイオンマイクロビーム形成方法として、加速電極の持つビームの加速集束を同時に行える性質を積極的に利用した加速レンズを直列二段に配置したレンズ系及び、デュオプラズマトロンタイプの特殊イオン源とを組み合わせることでサブミクロン
ビームの形成を行う方法を1991年に提案した。この方法の有効性を実証するため、テスト装置を原研に設置し、様々な改良を行ってきた。この間の研究開発により、イオン源からレンズ系へ入射するイオンビームの入射条件がマイクロビーム形成に大きく依存していることを明らかにし、これを基にビーム入射条件の最適化を行うことで、最近40keV程度のビームにより0.1m級のビーム径の形成を可能とした。発表では本装置のデュオプラズマトロンタイプのイオン源、初期加速システム、加速レンズシステム及びマイクロビーム径測定装置について概要を示し、本装置の性能を左右するイオン源からレンズ系への入射方式、及びイオンビーム径測定結果について報告する。
石井 保行; 磯矢 彰*; 荒川 和夫; 小嶋 拓治; 田中 隆一*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 181(1-4), p.71 - 77, 2001/07
被引用回数：14 パーセンタイル：68.97(Instruments & Instrumentation)デュオプラズマトロンタイプのイオン源と加速電極の単孔レンズ及び、ビーム加速機能を併せ持つ加速レンズを使用して超マイクロイオンビーム形成装置を設計及び、製作した。この装置を用いて予備実験を行い、ビームエネルギー30keV程度で、径0.43m程度のマイクロビームを形成することができた。しかし、この径は軌道計算で得られた値より大きく、しかも集束点の移動が観測された。この問題を解決するため、2つの実験を行った。レンズ系に入射するビームの発散角を調整することによりビームエネルギー30keV程度で、径0.28m程度のマイクロビームを得ることができた。集束点の移動をわずかに低減できた。この結果から、0.1m級のビーム径で、安定なビームの形成に向けた研究の方向性を得ることができた。
石井 保行; 磯矢 彰*; 荒川 和夫; 田中 隆一*
JAERI-Conf 2000-019, p.117 - 120, 2001/02
ビームエネルギー100keV、径0.1m級のH
によるマイクロビームの形成を目指した、超マイクロビーム形成装置の研究開発を行ってきた。本装置の開発状況についてこれまでに本研究会においてビーム形成概念、イオン源の性能及びビーム径測定系について発表してきた。今回の発表では超マイクロビーム装置に対して行った種々の改良点のうち、ビーム径測定系と、0.5m程度まで集束できたビーム径の測定結果について発表する。また、このビームよりさらに小さなビーム径を安定に形成できない問題に加えて、遅い動きではあるが、ビーム移動の問題がある。この対策として、レンズ系へのビームの入射角度を小さく固定する電極系を設置したが、有効な対策にならなかった。この結果を踏まえて上記問題点の現在の解釈と今後の対策についても示す。
石井 保行; 磯矢 彰*; 田中 隆一
F-113-'98/NIES, p.105 - 108, 1998/00
超マイクロイオンビーム形成技術の開発ではビーム径0.1m以下を目標としたマイクロビーム形成装置を開発している。この装置はイオン源、加速レンズ及びビーム径測定系の三つの部分から構成されている。イオン源はデュオプラズマトロン型で、低エネルギー、かつエネルギー幅の狭いビームを発生する。加速レンズは電場の侵み出しによる単孔レンズ効果を利用したレンズで、これを二段階に組み合わせることで大きな縮小率を得る。ビーム系の測定には ナイフエッジ法を採用し、先端厚が0.1m以下のナイフエッジを製作した。これらの部分を一つにまとめることで超マイクロイオンビーム装置の組み立てはほぼ完了した。現在、イオン源及び初段のビーム加速実験を行っている。発表は超マイクロイオンビーム装置の概要、イオン源からの発生電流量及び初段加速レンズでのビーム加速実験について行う。
石井 保行; 田中 隆一; 磯矢 彰*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 113(1-4), p.75 - 77, 1996/06
被引用回数：16 パーセンタイル：77.77(Instruments & Instrumentation)デバイスの内部構造の分析等に0.1m級のマイクロビームの要求が高まっている。しかし、現在広く用いられている磁気レンズを使ってビームを絞る方法は、球面収差および色収差の増大のために限界がある。この限界を高くして0.1m級のマイクロビームを発生する超マイクロビーム発生装置の研究開発を行っている。上記色収差の軽減のために、この収差の原因であるビームのエネルギー幅を減少させる研究を行った。ビームのエネルギー幅はイオン源から発生するため、ビームのエネルギーを減少させる専用のイオン源が必要である。この目的のためにイオン源を考案した。このイオン源からH
およびArイオンを小径の引き出し孔より発生させ、ビームのエネルギー幅の測定を行った。このイオン源と実験の結果を発表する。
石井 保行; 磯矢 彰*; 田中 隆一
第8回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.74 - 77, 1996/05
加速レンズを用いてイオンビームをビームサイズ0.1mオーダーに集束することを目的とした、超マイクロビーム発生装置の研究開発を行っている。ビームサイズ縮小の軌道計算からイオン源で発生するビームに対して条件が得られている。この条件を満足するビームを発生するイオン源は存在せず、新しいイオン源を研究開発しなければならない。要求されるビームの発生を目標とした、超マイクロビーム用イオン源を試作した。この試作機を用いて種々の条件でビーム形成実験を行っている。試作機にHガス、Arガスを使用して水素イオン、Arイオンビームを発生させ、各々のビームに対してビームの発散角、分布およびエネルギーの幅を求める実験を行った、この結果を発表する。
小松原 彰*; 寺地 徳之*; 堀 匡寛*; 熊谷 国憲*; 田村 崇人*; 大島 武; 小野田 忍; 山本 卓; Muller, C.*; Naydenov, B.*; et al.
no journal, ,
ダイヤモンド中に発光中心を作製することで、量子計算及び量子通信などに応用することができる。本研究では、ダイヤモンドへシリコン(Si)イオンを格子状に照射することで、シリコン-空孔(Si-V)センターを作製し、SiVセンターの生成収率と位置精度の制御性について検討した。生成収率の測定のため、格子状に照射したSiイオンの数を各格子点あたり、2から1000個で変化させた。共焦点顕微鏡を用いて、SiVセンターの水平方向及び深さ方向の空間分布を測定した。観察の結果、SiVが規則的に格子状に生成されていることがわかった。しかし、1格子点あたり100個の場合、明瞭な格子状パターンを観測することができなかったことから、生成収率が1%以下であることが推定された。
田村 崇人*; 小松原 彰*; 寺地 徳之*; 小野田 忍; 大島 武; Christoph, M.*; Naydenov, B.*; McGuinness, L.*; Jelezko, F.*; 品田 賢宏*; et al.
no journal, ,
量子情報通信において有望な系の一つに挙げられるダイヤモンド中のSiVセンター(シリコンと原子空孔からなる発光センタ)の作製に関する研究を行った。早稲田大学が開発した数十keV級低エネルギー単一イオン注入技術を用いて、狙った位置にSiイオンを1個ずつ注入するとともに、その位置に同時に形成される空孔欠陥を再結合させることで、SiVセンターを作製した。作製したSiVセンターの共焦点顕微鏡像を観察したところ、狙い通り500nm間隔でSiVセンターの規則配列が形成されていることがわかった。さらに、注入イオン数に対する発光センターの生成数を調べた結果、1スポットあたりの注入イオン数が100個の領域においてSiVセンターからの発光が確認され、SiVセンターの生成収率が1%以上であることが明らかとなった。
田村 崇人*; 小松原 彰*; 寺地 徳之*; 小野田 忍; McGuinness, L.*; Jelezko, F.*; Rogers, L.*; 大島 武; 磯谷 順一*; 品田 賢宏*; et al.
no journal, ,
化学気相成長(CVD)法によって作製した高品質ダイヤモンドに、60keVのシリコン(Si)イオンを500nm間隔の格子状に注入し、水素10%のホーミングガス中で1000
Cで30分の熱処理を行った。共焦点顕微鏡でシリコン-空孔複合欠陥(SiV)を観察した結果、500nm間隔でSiVが形成できていることが分かった。各格子点に注入するSiイオンの数を変えていくことで生成率を評価した結果、少なくとも数%の生成率となることが明らかとなった。また、試料表面を水素もしくは酸素で終端することで、表面起因の発光を抑える効果があることが明らかとなり、共焦点顕微鏡像を得る際のノイズレベルを下げることに成功した。
