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論文

Strong anti-stokes luminescence from H$$^{+}$$-irradiated diamond

Xu, Y.; 楢本 洋; 鳴海 一雅; 宮下 喜好*; 神谷 富裕; 酒井 卓郎

Applied Physics Letters, 83(10), p.1968 - 1970, 2003/09

 被引用回数:4 パーセンタイル:20.93(Physics, Applied)

超高純度人工ダイヤモンド結晶の断面に、マイクロビーム(H$$^{+}$$)を走査して、照射量が大きく異なる直方体状の照射スポットを多数形成した。さらに、圧電駆動型の試料ステージを有する共焦点型顕微ラマン分光器上で、断面からの距離の(深さ)関数として、発光強度を測定して、格子間原子型3H色中心のクラスター量が2-3個のC原子であることと、これを高密度に形成する条件を見いだした。その結果、この3H色中心が、多光子励起ではなく、格子振動と強く相互作用した励起に基づく、アンチストークス発光をもたらすことを、実験的に検証することに成功した。

論文

Effect of ion irradiation on C$$_{60}$$ thin films

鳴海 一雅; Xu, Y.; 宮下 喜好*; 楢本 洋

European Physical Journal D, 24(1-3), p.385 - 388, 2003/06

 被引用回数:3 パーセンタイル:18.91(Optics)

7-MeV $$^{12}$$C$$^{2+}$$イオンを照射したC$$_{60}$$薄膜の構造変化をラマン分光法で調べた。まず、イオンを照射した薄膜は光重合化に対して耐性を示し、その程度は照射量が増えるにつれて大きくなった。これは、高速イオンとの衝突によるC$$_{60}$$分子の分解とそれに伴う結晶格子の乱れが、光重合反応を抑制したからだと考えられる。また、イオン照射によるC$$_{60}$$分子からの中間生成物は観測されなかった。このことはイオンとの衝突によって個々のC$$_{60}$$分子が完全に分解されてしまうことを意味する。${it A}$$$_{g}$$(2)モードのピーク強度の照射量依存から分子分解の実効断面積$$sigma$$ = 5.1$$times$$10$$^{-15}$$ cm$$^{2}$$という値を得た。

論文

Modification of C$$_{60}$$ thin films by ion 7-MeV $$^{12}$$C$$^{2+}$$ ion irradiation

鳴海 一雅; Xu, Y.; 宮下 喜好*; 楢本 洋

JAERI-Review 2002-035, TIARA Annual Report 2001, p.176 - 178, 2002/11

Si(111)上のC$$_{60}$$薄膜に、7MeV $$^{12}$$C$$^{2+}$$イオンを照射し、C$$_{60}$$薄膜に対するイオン照射効果を原子間力顕微鏡,顕微ラマン分光を用いて調べた。C$$_{60}$$分子は、イオン照射によって分解して非晶質炭素へ変換し、同時に、絶縁性の薄膜が電気伝導性を持つようになった。一方、イオン照射によるC$$_{60}$$のポリマー化が観測された。

論文

Coarsening dynamics and surface instability during ion-beam-assisted growth of amorphous diamondlike carbon

Zhu, X. D.; 楢本 洋; Xu, Y.; 鳴海 一雅; 宮下 喜好*

Physical Review B, 66(16), p.165426_1 - 165426_5, 2002/10

 被引用回数:12 パーセンタイル:54.45(Materials Science, Multidisciplinary)

フラーレンの蒸着と同時にイオン照射を行い、炭素同素体変換過程を含んだ蒸着とスパッターリングが競合するなかで誘起されるナノサイズのパターン形成について考察した論文である。通常炭素系非晶質に対するイオン照射では表面が平滑化するの通常の結論であるが、ここでは逆の結果が得られた。これは、フラーレンへのイオン照射による同素体変換によりどのような結合状態の炭素物質が核生成するかに依存することを示した。

論文

Tuning surface morphologies of ion-assisted diamondlike carbon film on the nanometer scale

Zhu, X. D.; 楢本 洋; Xu, Y.; 鳴海 一雅; 宮下 喜好*

Journal of Chemical Physics, 116(23), p.10458 - 10461, 2002/06

 被引用回数:5 パーセンタイル:15.64(Chemistry, Physical)

基板温度をパラメータにして、C60蒸着と同時に1.5keVNeイオン照射を行い、得られた炭素薄膜の結合状態をラマン分光法で、表面形態の特徴を原子間力顕微鏡で評価した。その結果、以下の結論を得た。表面形態の変化は、イオンスパッタリングとC60の同素体変換過程による蒸着との競合過程で特徴付けられ、ナノメートルサイズでの微細構造の制御が可能になるを示した。

論文

Modification of carbon related films with ion beams

楢本 洋; Xu, Y.; 鳴海 一雅; Zhu, X.; Vacik, J.; 山本 春也; 宮下 喜好*

JAERI-Review 2001-039, TIARA Annual Report 2000, p.183 - 185, 2001/11

イオンビーム蒸着法、及びイオンビーム誘起蒸着法を用いて合成した炭素薄膜に関する、構造状態評価、及び表面形態評価に関する報告である。イオンビーム蒸着からは、非晶質膜中に混在するナノダイアモンドが見つかり、DLC膜の研究者にインパクトを与えた。一方イオンビーム誘起蒸着法でも、イオン電流の値を大きくすると、高圧下で観察されているHCPナノダイアモンドの生成を確認することができた。

論文

Pattern formation induced by co-deposition of Ni and C$$_{60}$$ on MgO(100)

Vacik, J.; 楢本 洋; 鳴海 一雅; 山本 春也; 宮下 喜好*

Journal of Chemical Physics, 114(20), p.9115 - 9119, 2001/05

 被引用回数:19 パーセンタイル:53.37(Chemistry, Physical)

MgO単結晶基板上に、高温で(500$$^{circ}C$$)共蒸着(Ni+C$$_{60}$$)した場合に形成される縞状パターンの形成過程について考察したものである。微細構造については、種々の分光学的手法により、1本の縞は、高分子化したC$$_{60}$$に被覆されたNi微粒子が多数鎖状に連結したものであることを明らかにした。パターン形成のメカニズムについては、非親和性のNiとCの相分離とそれに付随する応力伝播により説明した。

論文

Effect of mass-selected ion species on structure and properties of diamond-like carbon films

Tang, Z.; Zhang, Z.; 鳴海 一雅; Xu, Y.; 楢本 洋; 永井 士郎; 宮下 喜好*

Journal of Applied Physics, 89(3), p.1959 - 1964, 2001/02

 被引用回数:26 パーセンタイル:71.34(Physics, Applied)

質量分離した各種のイオン(CH$$_{x}^{+}$$ ($$x$$=0~4))を超高真空中に置いたSi基板上に堆積して、炭素薄膜を合成した。このとき、入射イオン種、エネルギー及び基板温度が重要なパラメータであった。合成した炭素薄膜の表面形態の解析には原子間力顕微鏡を用い、結合状態の評価にはラマン顕微分光光度計を利用した。その結果、100eVの$$^{12}$$C$$^{+}$$イオンを室温でSi基板に入射すると、sp$$^{3}$$結合の割合が約80%にも達する非晶質炭素膜を合成することができた。またこの薄膜の光学的バンドギャップ値は、2.54eVと非晶質炭素としては最大の部類に入るものを得た。さらに耐熱性を評価すると、CH$$_{4}^{+}$$イオンで作製した薄膜は400$$^{circ}C$$で黒鉛化するのに対して、C$$^{+}$$イオンで作製したものは、700$$^{circ}C$$まで安定かつ優れた耐熱性を示した。

論文

Modification of carbon related films with energy beams

楢本 洋; Xu, Y.; 鳴海 一雅; Vacik, J.; Zhu, X.; 山本 春也; 宮下 喜好*

Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.647, p.O5.18.1 - O5.18.16, 2001/00

イオンやレーザー等の指向性エネルギービームを炭素系薄膜に照射することにより、例えばフラーレン薄膜は、さまざまな同位体へと変換する。この改質過程を、空間的に制御したり、結合状態を制御することにより、新しい機能を付与可能であることを、具体的事例を交えて、総合的に報告する。

論文

Mesoscopic patterning induced by co-deposition of C$$_{60}$$ and Ni on the MgO(100) single crystal

Vacik, J.; 楢本 洋; 鳴海 一雅; 山本 春也; 宮下 喜好*

Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.648, p.P3.50.1 - P3.50.6, 2001/00

親和性の低いNiとC$$_{60}$$を高温で同時蒸着することにより、基板の結晶構造に影響されない、同心円状の縞状構造が観察された。顕微ラマン分光法、走査型電子顕微鏡観察、及びオージェ電子分光法により、一本の縞模様は、高分子化したC$$_{60}$$で被覆されたNi微粒子が鎖状に連結したものであることを明らかにした。論文では、この構造解析の結果を基に、Niの析出に伴って誘起される応力波の伝播による縞状構造について議論している。

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