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論文

In-situ observation system of the dynamic process of structual changes during ion irradiation and its application to SiC and TiC crystals

北條 喜一; 古野 茂実; 大津 仁; 出井 数彦; 塚本 哲生*

Journal of Nuclear Materials, 155-157, p.298 - 302, 1988/00

 被引用回数:31 パーセンタイル:7.41(Materials Science, Multidisciplinary)

当研究室においてイオン照射に伴う点欠陥形成とイオン注入とを同時に進行する条件下での損傷の動的過程を透過型電顕内でその場観察する装置を設置した。この装置の概要及びその応用例について報告する。イオン照射系はイオン銃(デュオプラズマ型)と選別マグネット(30°偏向)及び電顕内付設静電プリズムよりなる。イオン電流は試料上でビーム径1mm$$phi$$に対して約1$$mu$$A(He$$^{+}$$イオン:10KeV)である。又試料は加熱ホルダーで約800$$^{circ}$$Cまで加熱することができる。電顕内蛍光板上の像は高感度撮像管を通してTVモニターで観察しつつVTRに録画できる。 この装置を用いてSiCおよびTiC結晶に室温でFlux3$$times$$10$$^{1}$$$$^{4}$$ions・cm$$^{-}$$$$^{2}$$・sec$$^{-}$$$$^{1}$$(10KeV)でHe$$^{+}$$イオンを照射した結果、SiCは初期段階で非晶質化し、さらにfluenceを増加させ10$$^{1}$$$$^{7}$$・cm$$^{-}$$$$^{2}$$オーダになるとバブルの成長・合体が急激に起った。TiCはSiCと違い非晶質化はせず微細な転位ループが多数発生することがわかった。

論文

Dynamic behavior of bubbles and blisters in aluminum during helium ion irradiation in an electron microscope

古野 茂実; 北條 喜一; 出井 数彦; 神垣 信生*; 紀 隆雄*

Journal of Nuclear Materials, 155-157, p.1149 - 1153, 1988/00

 被引用回数:27 パーセンタイル:9.35(Materials Science, Multidisciplinary)

電顕に付設したイオン照射装置と動的観察装置を用いて、He$$^{+}$$イオンを照射しながら、アルミニウム中に形成されるバブルおよびブリスターのその場の観察を行った。室温照射では、バブルの成長、合体は認められないが、300$$^{circ}$$C照射の場合、フラックスのいかんに係わらず、照射量が10$$^{1}$$$$^{7}$$ions/cm$$^{2}$$を越える頃からバブルの成長が急速になり、合体し、破裂する。その破裂跡に再びバブルが形成され、成長、合体、破裂する。以上の過程をくり返すことを明らかにした。また電子エネルギー損失分析装置を用いて、バブル中のヘリウムガスの濃度を測定した。以上の結果を報告する。

論文

Comment to the images of silicon in $$<$$110$$>$$ orientation

出井 数彦; 古野 茂実

Ultramicroscopy, 21, p.399 - 402, 1987/00

 被引用回数:3 パーセンタイル:79.17(Microscopy)

吾々が世界で初めてシリコンの$$<$$110$$>$$方向の原子像を高分解能電顕で撮影することに成功して以来10年を経たが、この間、この像について、示された原子位置の正確性を議論し、批判する論文が数人の研究者により提出された。今回これらの批判に応えて、原子位置表示の精度は、観察される試料の厚さにより大きく変わること、精度のよい像は非常に厳しい条件(厚さ70~80$AA)$の範囲でのみ観察可能で、この条件が万足されなければ他の電子光学的条件を如何に最適に調節しても不可能であることを今迄の結像計算の例を挙げて説明し、併せて精度のよい観測例を、明確な写真で示した。

論文

Effects of ion species on the evolution of structural damage in ion irradiated high-purity aluminium

古野 茂実; 出井 数彦; 小野 興太郎*; 紀 隆雄*

Journal of Nuclear Materials, 133-134, p.400 - 404, 1985/00

 被引用回数:12 パーセンタイル:18.89(Materials Science, Multidisciplinary)

イオン照射したアルミニウム中に形成される損傷構造に対するイオン種の効果を電顕観察によって調べた。室温照射の場合、小さい転位ループおよびボイドが形成されるが、転位ループについては格子像観察の結果、格子間原子型のループであることが判った。高温照射の場合、反応性ガスイオン照射において、照射量を増しても、ボイドないしバブルが成長しないのに対して、不活性ガスイオン照射の場合、バブルが成長するという著しい相違を見い出した。これらの結果について報告する。

論文

Structural changes induced by hellium ion irradiation in silicon carbide crystals

北條 喜一; 出井 数彦

Journal of Nuclear Materials, 133-134, p.709 - 713, 1985/00

 被引用回数:19 パーセンタイル:11.19(Materials Science, Multidisciplinary)

SiCの多結晶にイオンを照射し、生成する照射欠陥を高分解能透過型電子顕微鏡で観察を行った。試料の薄膜化は機械研磨及びイオンビームシンニング装置で行った。この試料を加速電圧30KVでHeイオンを約1$$times$$10$$^{1}$$$$^{4}$$から1$$times$$10$$^{1}$$$$^{7}$$ions/cm$$^{2}$$で照射した。その結果、C軸方位から観察した場合、6角形の欠陥クラスターが観察された。さらに、同一実験条件において、$$<$$010$$>$$方向においてはC軸に直角に直線が発生するのが観察された。さらに、イオン照射量の増加とともに、非晶質の部分が形成されることが電顕像と電子線回折像から示された。

報告書

東海研究所Co-60照射室25年史

長山 尚; 大久保 隆; 出井 数彦; 辻村 重男

JAERI-M 84-175, 123 Pages, 1984/10

JAERI-M-84-175.pdf:5.63MB

東海研究所・Co-60照射室は昭和33年に完成以来今日に至るまで、所内外の多様なガンマ線照射要求に応え、幅広い照射サービスを実施して来た。この間、建屋、設備の改造修理が数多く行われ、またCo-60線源も数回補充増強された。本報告は、(1)ケーブの遮断の補強、放射線遮断窓の保守交換、線源貯蔵孔の変更など、ケーブ関係設備の保守改造、(2)線源の仕様、組立作業、(3)主要実験装置の概略、(4)建屋増改築、(5)所内外利用者の研究テーマ、試験テーマの推移、について述べたもので、Co-60照射室の25年間に至る活動の記録である。

論文

Electron energy loss spectroscopy of helium in aluminium at high temperature

出井 数彦; 北條 喜一; 古野 茂実; 小野 興太郎*; 紀 隆雄*

J.Electron Microsc., 33(4), p.381 - 383, 1984/00

高温(480$$^{circ}$$C)でアルミニウム中に20keVのエネルギーで注入したヘリウムの存在状態を研究するために、電子顕微鏡附属の透過電子エネルギー分析計を用いてヘリウムの分析を行った。電顕により観察された多数のバブル中に高密度のヘリウムが存在していることが透過電子エネルギースペクトルの解析から判った。スペクトルの強度とヘリウムの全イオン化断面積の理論値からバブル中のヘリウムの原子密度は約6$$times$$10$$^{-}$$$$^{3}$$$AA$^{-}$$$$^{3}$$であると推定した。高密度ガスの状態方程式を用いてバブル中のヘリウムガスの圧力を計算し、240barの値を得た。このような高圧ガスの存在はブリスター発生の原因となるものである。

論文

Identification of small point defect clusters by high resolution electron microscopy

西田 雄彦; 出井 数彦

Point Defects and Defect Interactions in Metals, p.705 - 707, 1982/00

アルミニウム金属結晶中における、小さな点欠陥クラスタ(格子間原子ループや空孔ループ、ボイドなど)の多波格子像が、マルチ・スライス理論により、種々の結像条件のもとで計算された。その解析結果から、これらの欠陥の微細構造同定に関する情報は、高い加速電圧(500KV)でのschezer焦点外れ条件の像で、多く得られることが明らかになった。

論文

Electron microscope observations of tracks of 130MeV Cl$$^{9}$$$$^{+}$$ ions in solids

古野 茂実; 大津 仁; 出井 数彦

J.Electron Microsc., 30(4), p.327 - 330, 1981/00

タンデム加速器による最初の実験として、130MeVのCl$$^{9}$$$$^{+}$$イオンを無機化合物(MoO$$_{3}$$およびMoS$$_{2}$$)薄膜結晶に照射して、形成された飛跡を電顕により観察した結果について報告する。Cl$$^{9}$$$$^{+}$$イオンを試料表面に対して垂直方向からMoO$$_{3}$$結晶に入射させると入射粒子の数に対応して直径約40$AA$の穴が生じ、イオンの固体検出器としての有効性を示した。次にCl$$^{9}$$$$^{+}$$イオンを表面に斜め方向から入射させた場合にはMoO$$_{3}$$においては巾約40$AA$の直線状飛跡が、またMoS$$_{2}$$においては直線状に並んだ反転からなる飛跡を観察した。前者においては、電子励起過程に費やされたイオンのエネルギーによる熱スパイク効果が飛跡形成の主因であり、後者では電子励起よりも核的衝突による不連続なエネルギー付与が主因となって、このような飛跡が形成されたものと解釈した。また入射イオンの高角度散乱を示す飛跡がまれに観察されることを示し、衝突の際のエネルギー伝達について定量的検討を行った。

論文

シリコンの高分解能結晶構造像

出井 数彦

電子顕微鏡, 14(2), p.94 - 101, 1980/00

シリコン結晶の高分解能構造像,観察の方法とその電子光学的条件について、我々の今迄の研究結果を述べる。結像のための重要な因子として、結晶方位,厚さ,ピントの外れ量,球面収差,色収差,電子の入射発散角の効果を詳しく検討しその許容範囲を明かにした。又、更にこの方法を、照射損傷の研究に適用して、大きさ10$AA$以下の微小空孔集合体や格子間原子集合体の固定の可能性を計算に基いて議論した。これらの研究は、従来不可能であった、微小欠陥の構造解析への道を開くもので、計算と共に、実験観察の結果についても報告する。

論文

High resolution structure images and their application to defect studies

出井 数彦; 古野 茂実; 西田 雄彦; 大津 仁

Chem.Scr., 14(1-5), p.99 - 108, 1979/00

100kV電顕を用いて、従来の理論分解能を遥かに超えた高分解能の結晶構造をシリコン,ゲルマニウム,モリブデナイトにおいて観察した結果を報告し、あわせて、観察のための最適条件を結像計算に基づいて明らかにした点を述べる。更にこの手法を格子欠陥の研究に応用して、種々の荷電粒子で照射された結晶中に出来る微小欠陥の高分解能観察結果を報告し、これら観察像を解析するために、欠陥の種々のモデル(空孔型,或は格子間原子型集合体)について、multi-slice理論とレンズ伝達理論に基く、像のコンピューターシミュレーションの結果を述べ、像解釈上の種々の問題点を議論する。

論文

Direct imaging of atom configuration projected onto the basal plane in molybdenite crystal

古野 茂実; 出井 数彦; 大津 仁

J.Electron Microsc., 28(3), p.182 - 184, 1979/00

超高分解能電子顕微鏡を使って、MoS$$_{2}$$の観察を行い、C面に投影された原子配列の像を得た。この像で最短原子間距離1.8$AA$が分解されている。これは以前発表したシリコン(110)像の場合と同様に、レンズ収差の無い条件になる様な適当なdefocus量,?fを選んで観察したものと考えられる。以上の観察の結果と観察に必要な条件について報告する。

論文

Nature of secondary defects in silicon produced by high temperature electron irradiation

古野 茂実; 出井 数彦; 大津 仁

Japanese Journal of Applied Physics, 18(1), p.203 - 204, 1979/00

 被引用回数:9

超高圧電子顕微鏡内でIMV電子線を使って、シリコンの電子線照射損傷の実験を行い、照射温度の違いによって二種類の欠陥集合体が形成されることが観察された。即ち、比較的低い試料温度(180$$^{circ}$$C~250$$^{circ}$$C)での照射の場合は{113}面上にのった板状の欠陥集合体が形成され、高い温度(300$$^{circ}$$C~600$$^{circ}$$C)では{113}面上にのっているが$$<$$110$$>$$方向に伸びた針状の欠陥集合体もしくは細長い転位ループが形成されることが観察された。次にこれら二種類の欠陥集合体のtypeの決定を行った結果、高温で形成された欠陥集合体については転位ループに対する従来のinside像またはoutside像観察法によってinterstitial型であることが判明した。低温で形成された欠陥が高温で再照射することによって、縮小または消滅することからvacancy型であると判明した。以上の結果を報告する。

論文

High resolution electron microscopy of images of atoms in silicon crystal oriented in (110)

出井 数彦; 古野 茂実; 西田 雄彦; 大津 仁; 桑原 茂也*

J.Electron Microsc., 27(3), p.171 - 179, 1978/03

(110)結晶面上に投影されたシリコンの原子像が高分解能電子顕微鏡によって観察された。原子の像はピントのずれや結晶の厚さによっていろいろな変化を示すが、最も理想に近い像を得るための条件を電子回折多波n-slice理論に基いた理論計算によって探し、実験上の制限と高分解能原子像撮影の可能性について議論した。その結果理想像を得るに適した最適な試料の厚さ(約100$AA)$と最適なピントのずれの値が存在することを見出し、実験的にこれらの条件に適合させることは、かなり困難であるが、不可能でないことを結論し、吾々の観察結果に対して理論的根拠を与えた。

論文

Structure images of Si, Ge and MoS$$_{2}$$ crystals and some application to radiation damage studies

出井 数彦; 西田 雄彦; 古野 茂実; 大津 仁; 桑原 茂也*

Proc.of 9th Int.Congress of Electron Microscopy, p.292 - 293, 1978/00

シリコン、ゲルマニウムの結晶構造像撮影のための最適条件を電子光学的に検討し、色収差、ビームの発散角などを考慮したn-slice理論による結像計算の結果を報告する。これらの結晶構造像を照射損傷の研究に応用した例として、ゲルマニウム中の転位のダイポール、核分裂片照射により生ずる大型スパイク領域、MoS$$_{2}$$結晶中の核分裂片の飛跡の高分觧能電顕観察の結果とその像觧釈上の問題点について述べる。

論文

Anisotropy of damage productions in electron irradiated molybdenum

出井 数彦; 古野 茂実; 大津 仁; 西田 雄彦; 前田 裕司

Proc.of 9th Int.Congress of Electron Microscopy, p.354 - 355, 1978/00

電子照射による結晶の損傷形成の異方性は従来主として、原子のはじき出しエネルギーの異方性にのみ着目して実験およびその觧析がおこなわれて来たが、吾々は他のもう一つの原因、即ち電子チンネリング効果を多波理論に基づいて検討し、軸方向入射の場合の、原子変位に有効な電子線束の異常な増加を計算により求めた。今回は超高圧電顕を用いて、電子の入射方向をMo結晶の$$<$$100$$>$$$$<$$110$$>$$$$<$$111$$>$$の三つの軸方向とそれから~10$$^{-}$$$$^{3}$$radづつ段階的にずらした場合の欠陥形成率の変化を測定し、前の理論的予測の実証を行った。またはじき出しエネルギーについても超高圧電顕による測定を行い従来の電気抵抗測定によるデータと比較した。

論文

Nature of defect clusters in electron irradiated germanium and silicon

古野 茂実; 出井 数彦; 大津 仁; 西田 雄彦

Proc.5th Int. Conf.on High Voltage Electron Microscopy, p.567 - 570, 1977/08

常温から500$$^{circ}$$Cにわたって電子線照射されたSiとGe中に形成された欠陥集合体について調べた。比較的低温で形成される欠陥は両物質とも板状であり、250$$^{circ}$$C以上の高温照射では$$<$$110$$>$$方向に延びた線状の欠陥であることが認められた。線状の欠陥については電子顕微鏡による像解析の結果interstitial型であることが認められた。板状欠陥については欠陥の性質から像解析の方法が困難であったので、その他の実験からvacancy型であると認めた。さらにこれらの欠陥の形成機構について議論した。

論文

Anisotropic nature in electron damage of some crystals

出井 数彦; 古野 茂実; 大津 仁; 西田 雄彦; 前田 裕司

Proc.5th Int.Conf.on High Voltage Electron Microscopy, p.489 - 492, 1977/08

電子線照射による損傷生成率の異方性を、電子線束分布の理論計算と超高圧電顕による欠陥生成の観察に基いて研究した結果を報告する。多波動力学理論により結晶軸$$<$$100$$>$$$$<$$110$$>$$$$<$$111$$>$$方向に入射した電子の、原子列の近傍での電子流密度を計算した結果、平均入射電子流の約4~6倍高い値を得た。この強い局在性が電子による損傷形成の異方性の大きな原因と考えられる。超高圧電顕により、GeとMo結晶中の欠陥形成の結晶方位依存性と電子線束依存性を観察した結果、損傷形成の異方性は、変位の「しきいエネルギー」以外に結晶中の電子の局在性による変位に有効な電子線束の増加が、結晶軸方向からの照射の場合に、大きな原因となっている事が実験的に検証された。

論文

Crystal structure images of silicon at some elevated voltages

西田 雄彦; 出井 数彦; 古野 茂実; 大津 仁; 桑原 茂也*

Proc.5th Int.Conf.on High Voltage Electron Microscopy, p.301 - 304, 1977/08

近年、結晶格子の電顕による直接観察がいくつか報告されているが、我々のグループでも昨年シリコン結晶の高分解能の格子像の撮影に成功した。この報告では、マルチスライス近似によって、$$<$$110$$>$$方向入射の場合の高分解能シリコン格子像を得る最適条件を検討する。サーベイ計算は結晶の厚さ、対物レンズの絞り、焦点外れについて行われ、観察像(100KV)と比較された。更により高いエネルギー(500,1000KV)の場合の最適な観察条件について議論する。

論文

シリコン結晶の原子像

出井 数彦

金属物理セミナー, 2(5-6), p.305 - 311, 1977/06

超高分解能電顕によるシリコン結晶の原子像を観察した仕事を解説する。観察のための実験条件、観察上の注意について述べ、またn-slice理論に基づいた、原子の像の計算方法と計算結果について説明し、理想的な結晶原子像を観察するための電子光学的条件を検討した。

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