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吉田 麻衣子; 本多 充; 成田 絵美*; 林 伸彦; 浦野 創; 仲田 資季; 宮戸 直亮; 竹永 秀信; 井手 俊介; 鎌田 裕
Nuclear Fusion, 55(7), p.073014_1 - 073014_9, 2015/07
被引用回数：15 パーセンタイル：56.12(Physics, Fluids & Plasmas)多くのトカマク装置では電子サイクロトロン加熱(ECH)時に熱や粒子の輸送が増大することが観測されており、ITERではECHを伴う運転シナリオの開発にとって重要な課題となっている。この課題を解決するために、JT-60Uの正磁気シアHモード放電、内部輸送障壁を伴う弱磁気シア放電と負磁気シア放電において、ECH印加時に熱及び粒子輸送が増加しない条件を調査した。その結果、トロイダル回転シアが負の大きい値をとる条件では、電子サイクロトロン加熱時のイオン熱輸送の上昇が抑えられることが分かった。この条件は、イオン温度対電子温度の比や、電子加熱パワーに寄らないことを明らかにした。磁気シアが負の値をとる条件では、その値の大きさに寄らず、電子熱輸送と粒子輸送が増加しないことが分かった。これらの結果は、ITERでのECH加熱シナリオの開発や電子加熱が主体となるITER及び原型炉でのプラズマ輸送特性の予知に重要な知見を与える。
成田 絵美*; 本多 充; 林 伸彦; 浦野 創; 井手 俊介; 福田 武司*
Plasma and Fusion Research (Internet), 10, p.1403019_1 - 1403019_11, 2015/03
The internal transport barriers (ITBs) formed in the tokamak plasmas with the weak magnetic shear and the weak radial electric field shear are often observed and the pressure gradient at the ITB is not very steep. In such plasmas the electron temperature ITB is steeper for co toroidal rotation cases than that for counter rotation cases. Clarifying the relationship between the rotation direction and heat transport in the ITB region, dominant instabilities are examined by the flux-tube gyrokinetic code GS2 to show that the linear growth rates 
for the co and counter rotation cases are comparable in magnitude, but the counter case shows the more trapped electron mode like frequency. The ratio of the electron heat diffusivity to the ion's is higher for the counter-rotation case. The difference in the ratio between the two cases agrees with the experiment. Investigating the flow shear effect on reveals that its effect is not so large as to change the aforementioned tendency.
Garcia, J.*; 林 伸彦; Baiocchi, B.*; Giruzzi, G.*; 本多 充; 井手 俊介; Maget, P.*; 成田 絵美*; Schneider, M.*; 浦野 創; et al.
Nuclear Fusion, 54(9), p.093010_1 - 093010_13, 2014/09
被引用回数：42 パーセンタイル：86.39(Physics, Fluids & Plasmas)Extensive physics analysis and modelling has been undertaken for the typical operational regimes of the tokamak devices JET and JT-60U with the aim of extrapolating present day experiments to JT-60SA, which shares important characteristics with both tokamaks. A series of representative discharges of two operational scenarios, H-mode and hybrid, have been used for this purpose. Predictive simulations of core turbulence, particle transport, current diffusion and pedestal pressure have been carried out with different combinations of models. The ability of the models for reproducing the experimental data is analysed and scenario calculations for JT-60SA are performed following an optimum set of models.
成田 絵美; 本多 充; 林 伸彦; 滝塚 知典*; 井手 俊介; 伊丹 潔; 諫山 明彦; 福田 武司*
Plasma and Fusion Research (Internet), 8, p.1403082_1 - 1403082_8, 2013/06
In burning plasmas, the electron temperature 
is expected to exceed the ion temperature 
because of the alpha heating. The transport simulations showed that an increase in 
degrades the confinement. However in the International Global H-mode Confinement Database, there are data that have the 
factor exceeding unity in the 
region. This high can be attributed mainly to the improved electron confinement. The conditions required for the improvement have been investigated with the local flux-tube gyrokinetic code GS2. When the ion temperature gradient length is shorter than the electron one, ion temperature gradient (ITG) mode is dominant, whereas trapped electron mode (TEM) is stabilized. Under this situation, the electron heat diffusivity is suppressed. In addition, an increase in the magnetic shear also decreases the electron heat transport in the positive shear range.
/
effect on confinement properties成田 絵美*; 滝塚 知典*; 林 伸彦; 藤田 隆明; 井手 俊介; 本多 充; 諫山 明彦; 伊丹 潔; 鎌田 裕; 田中 靖之*; et al.
Plasma and Fusion Research (Internet), 7(Sp.1), p.2403102_1 - 2403102_5, 2012/07
In order to improve the prediction capability of confinement properties in burning plasmas with intensive electron heating, we have re-visited the DB3v10 International H-mode Confinement Database with emphasis on the temperature ratio / and considerations on kinetic profiles. It was thereby found that the impact of / is more apparent for discharges with peaked density profiles. Namely, HH factor improves with an increase of peakedness in the density profile for / 
1, whereas it tends to deteriorate with the density peaking for / 
1. The confinement scaling with a contribution of / was also elaborated. In addition, the influence of / described above was examined qualitatively with GLF23 and GS2 codes, which provided results corroborating the performed regression analysis, indicating the interplays of ITG and TEM.
山本 喜久*; 富樫 秀晃*; 加藤 篤*; 末光 眞希*; 成田 克*; 寺岡 有殿; 吉越 章隆
Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1074, p.36 - 40, 2008/00
本研究ではSi(110)表面の極薄酸化膜の結合構造をリアルタイム放射光光電子分光法で調べた。実験はSPring-8のBL23SUの表面化学実験ステーションで行われた。酸化温度は813Kで、酸素圧力は1.1
10
Paとした。結果として、第一層と第二層Si原子にかかわるSi2p光電子ピークの内殻準位シフトが、O1sピークの急激な初期増加に対応して急激に減少した。このことはSi(110)-162再構成表面と酸素分子との大きな反応性を示唆している。
2 surfaces by O 1s photoemission spectroscopy using synchrotron radiation末光 眞希*; 加藤 篤*; 富樫 秀晃*; 今野 篤史*; 山本 喜久*; 寺岡 有殿; 吉越 章隆; 成田 克*; 遠田 義晴*
Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 46(4B), p.1888 - 1890, 2007/04
被引用回数：12 パーセンタイル：43.46(Physics, Applied)リアルタイムX線光電子分光法を用いてSi(110)の所期酸化が調べられた。O 1s光電子スペクトルの時間発展はわずかに1.5L相当の酸素導入によっても急速に酸化が進むことを示した。最初の酸化は比較的小さい結合エネルギー成分が主であるが、徐々に比較的大きな結合エネルギー成分に置き換わる。従来知られているSi(111)のドライ酸化のO 1s光電子スペクトルと比較して、Si(110)-162表面のアドアトムかその周辺で酸化が起こると推察される。
末光 眞希*; 加藤 篤*; 富樫 秀晃*; 今野 篤史*; 山本 喜久*; 寺岡 有殿; 吉越 章隆; 成田 克*
信学技報, 106(108), p.61 - 63, 2006/06
Si(110)-12表面の初期酸化過程をリアルタイム光電子分光法により評価し、Si(100)面酸化と比較した。Si(110)表面ドライ酸化は酸素導入開始直後に表面の数分の1原子層が直ちに酸化される急速初期酸化を示す。急速初期酸化は結合エネルギーの小さいO1s状態の発展を伴い、酸化の進行にしたがってより結合エネルギーの大きなO1s状態がより強く発展する。急速初期酸化は12再配列構造に含まれるとされるSi(111)面と類似した表面アドアトム近傍の酸化と関係付けられる。
2 surface by photoemission spectroscopy末光 眞希*; 加藤 篤*; 富樫 秀晃*; 今野 篤史*; 山本 喜久*; 寺岡 有殿; 吉越 章隆; 遠田 義晴*; 成田 克*
ECS Transactions, 3(2), p.311 - 316, 2006/00
Si(110)表面の初期熱酸化過程を放射光を活用したリアルタイムX線光電子分光法で調べた。Si(110)表面の初期酸化は酸素ガス導入直後の急激な酸化の存在で特徴付けられる。O1s光電子ピークのピーク分離によると少なくとも二つの独立した酸化サイトの存在が示唆された。それらはSi(110)-162表面の複雑な構造を反映しているようである。
2清浄表面高温初期酸化過程におけるSR-XPS O1sスペクトルの観察山本 喜久*; 富樫 秀晃*; 今野 篤史*; 加藤 篤*; 成田 克*; 末光 眞希*; 寺岡 有殿; 吉越 章隆
no journal, ,
Si(110)面はデバイスのさらなる高速化・高集積化の観点から注目されているマルチゲートFETにおける活性面として重要である。われわれはSi(110)表面の高温初期酸化過程をリアルタイム放射光光電子分光により観察した。Si(110)面は酸化のごく初期に飽和値の3割程度が吸着する急速初期酸化を示した後、ラングミュア的に増加しながら飽和する。AnらはSi(110)面の162再配列構造としてペンタゴンペアと呼ばれるアドアトムクラスターを含む構造を提案している。ペンタゴンペアを構成するSi原子の数は162単位胞に含まれるSi原子の25%であり、飽和吸着量に対する初期吸着量の割合とよく符号する。両者のこの一致は、Si(110)清浄表面構造の構成要素であるペンタゴンペアが酸化初期において優先的に酸化されることを強く示唆している。
成田 絵美*; 滝塚 知典*; 林 伸彦; 藤田 隆明; 井手 俊介; 本多 充; 田中 靖之*; 諫山 明彦; 伊丹 潔; 福田 武司*
no journal, ,
In order to know the impact of the temperature ratio Te/Ti on confinement properties, the updated DB3v10 database has been analyzed. It is suggested that the increasing in Te/Ti deteriorates the confinement in peaked density regime. This result has been checked against the simulation for JT-60SA using the transport code TOPICS with the GLF23 transport model module and the GS2 code. As a consequence, these results qualitatively agree with each other.
林 伸彦; 成田 絵美; 本多 充
no journal, ,
JT-60UのITB放電のデータを用いて、輸送モデルの検証を行った結果を報告する。ITB放電は、先進誘導運転の弱いITBと反転磁気シア運転の強いITBの2種類がある。輸送モデルは、新古典輸送はMI法とNCLASSの2つのモデル、異常輸送はCDBMモデル, GLF23, Bohm/gyro-Bohm(BgB)モデルの3つを用いた。検証は、1.5次元輸送コードTOPICSで、温度分布以外は実験データに固定し、初期の温度分布を実験データにして、ペデスタル領域の内側の温度を輸送モデルを用いて解いて、実験の分布を維持できるかを調べた。先進誘導運転では、CDBMとBgBモデルが実験に近い温度分布を維持できるが、CDBMは電子温度を20-30%低く、BgBモデルはイオン温度を同程度高くなる。反転磁気シア運転では、実験の分布でITBすぐ内側で評価したイオン熱拡散係数が新古典拡散に近ければ、CDBMとBgBモデルが実験に近い温度を維持できた。しかし、実験のイオン熱拡散係数が新古典熱拡散より下回る放電では、どの輸送モデルでも実験より温度は低くなる。新古典熱拡散係数はMI法とNCLASSでほぼ同じであり、両モデルが基づく標準の新古典理論ではポロイダルジャイロ半径
圧力等の勾配長と仮定しているが、どの反転磁気シア運転でもITBすぐ内側では限界に近くなる。GLF23に関しては、モデルの性質上、密度分布も併せて解く必要があることがわかった。今後、他の放電とも比較して、輸送モデルの検証を進める予定である。
成田 絵美; 本多 充; 林 伸彦; 浦野 創; 井手 俊介; 福田 武司*
no journal, ,
Hモードプラズマにおけるトロイダル回転は閉じ込め性能に対して重要な役割を果たしており、径電場のシアを通じた乱流輸送の抑制による内部輸送障壁(ITB)の形成や、順方向のトロイダル回転時での周辺部の温度上昇による性能向上が示されている。一方で、JT-60Uにおいて、径電場シアの分布や周辺部の性能がトロイダル回転分布によってあまり変化していない放電で、順方向回転が電子のITB形成に寄与していることが報告されている。このITB形成は加熱では説明が困難なため、トロイダル回転が要因となるコア部の熱輸送の変化に関して1.5次元輸送コードTOPICSに導入されている輸送モデルを用いて解析を行った。ここではトロイダル回転の変化によって
シアの安定化効果が変わることで、熱輸送への影響を考慮している。しかし、今回用いた輸送モデルでは実験で観測された電子のITBを再現できず、トロイダル回転の違いによる熱輸送の変化は確認できなかった。一方、別の調査手法としてジャイロ運動論コードGS2を挙げ、GS2でもトロイダル回転と熱輸送の関係が解析可能であることを示した。
Garcia, J.*; 林 伸彦; Baiocchi, B.*; Citrin, J.*; Giruzzi, G.*; 本多 充; 井手 俊介; Maget, P.*; 成田 絵美*; Schneider, M.*; et al.
no journal, ,
An extensive exercise of physics analysis and modeling has been undertaken for the typical operational regimes of the tokamak devices JET and JT-60U with the aim of extrapolating present day experiments to JT-60SA, which share characteristics with both tokamaks. A series of representative discharges of two operational scenarios, H-mode and hybrid have been used for this purpose. Predictive simulations of core turbulence, particle transport, current diffusion and pedestal pressure have been carried out with different combination of models. The ability of the models for reproducing the experimental data is analyzed and scenario calculations for JT-60SA are performed following an optimum simulation framework.
成田 絵美*; 本多 充; 林 伸彦; 浦野 創; 井手 俊介; 福田 武司*
no journal, ,
The internal transport barriers (ITBs) formed in the tokamak plasmas with the weak magnetic shear and the weak radial electric field shear are often observed and the pressure gradient at the ITB is not very steep. In such plasmas the electron temperature ITB is steeper for co toroidal rotation cases than that for counter rotation cases. Clarifying the relationship between the rotation direction and heat transport in the ITB region, dominant instabilities are examined by the flux-tube gyrokinetic code GS2 to show that the linear growth rates for the co and counter rotation cases are comparable in magnitude, but the counter case shows the more trapped electron mode like frequency. The ratio of the electron heat diffusivity to the ion's is higher for the counter-rotationcase. The difference in the ratio between the two cases agrees with the experiment. Investigating the flow shear effect on reveals that its effect is not so large as to change the aforementioned tendency.
末光 眞希*; 加藤 篤*; 富樫 秀晃*; 今野 篤史*; 山本 喜久*; 寺岡 有殿; 吉越 章隆; 成田 克*
no journal, ,
次世代CMOSテクノロジーのキーテクノロジーと目されるSi(110)表面の初期ドライ酸化過程を、放射光光電子分光を用いて調べた。高温・低圧反応領域におけるSi(110)表面酸化物の時間発展は、3種類の時間領域からなることが明らかになった。これは従来のSi(001)表面が単独の時間領域を示すことと対照的である。Si(110)初期酸化の特徴は、同表面の原子構造によって理解可能である。
2初期酸化過程の観察,1富樫 秀晃*; 加藤 篤*; 山本 喜久*; 今野 篤史*; 末光 眞希*; 寺岡 有殿; 吉越 章隆; 成田 克*
no journal, ,
Si(110)面は正孔移動度がSi(100)面と比較して大きいため、より高速の電子デバイス動作が期待されている。また3次元フィン型トランジスタ構造に用いられる面方位として高集積化の観点からも有望視されている。しかし、デバイス作製の鍵を握る極薄酸化膜の初期形成過程は、これまでほとんど解明されて来なかった。今回われわれはリアルタイム放射光光電子分光法を用いてSi(110)-162清浄表面の初期酸化過程における酸化物被覆率の時間発展を観察した。その結果、例えば基板温度540
C,酸素圧力1.110-5Paで酸化した際に、酸化開始直後に表面の数10パーセントが酸化される急速初期酸化過程が存在することを見いだした。このような急速初期酸化過程はSi(001)-21表面の初期酸化過程では見られないものであり、Si(110)-162再配列表面に周期的に存在するアドアトムクラスターと関連付けて理解される。たとえばpentagon-pair modelでは5個の原子から構成されるアドアトムクラスターが表面に0.25ML存在するとされており、今回得られた初期酸化被覆率と矛盾しない。
2初期酸化過程のリアルタイム光電子分光山本 喜久*; 富樫 秀晃*; 加藤 篤*; 長谷川 智*; 後藤 成一*; 中野 卓哉*; 末光 眞希*; 成田 克*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿
no journal, ,
放射光光電子分光法を用いてSi(110)-162表面の初期酸化過程を調べた。この表面特有で他の面方位には見られない急激な初期酸化が観察された。O1s光電子スペクトルの解析から、Si-Si結合への酸素の挿入が初期酸化で主要な過程であることがわかった。その急速初期酸化はSi2pのサブピークの減少を伴う課程である。これはペンタゴンペアの優先的な酸化に伴うSi(110)-162表面の再配列を意味している。
2面上極薄酸化膜形成過程とその界面構造山本 喜久*; 富樫 秀晃*; 加藤 篤*; 末光 眞希*; 成田 克*; 寺岡 有殿; 吉越 章隆
no journal, ,
リアルタイム放射光光電子分光法によりSi(110)面上の酸化過程を調査し、その結果、酸化開始直後に急速初期酸化領域が存在すること、同時にSi2p表面コアレベルシフト成分の一つが急減することを報告してきた。今回は表面第1層までの極薄酸化膜形成過程に注目し、Si2pスペクトル中の酸化物成分の時間発展について調査した。実験はSPring-8のBL23SUの表面化学実験ステーションにて行った。酸化は酸素圧力1.010Pa,基板温度813Kの条件下で行った。その結果、Si(110)面における酸化膜形成中のSi2p酸化成分は、1MLの酸化膜形成に至るまで一貫してSi
がSi
よりも多いことを確認した。
山本 喜久*; 富樫 秀晃*; 加藤 篤*; 末光 眞希*; 成田 克*; 寺岡 有殿; 吉越 章隆
no journal, ,
非プレーナー型3D-CMOSデバイスの活性面として注目を集めるSi(110)表面の1原子層酸化膜の形成過程、及び、界面化学結合状態の時間発展をリアルタイム放射光光電子分光を用いて調べた。基板温度813K,酸素圧力1.110Paで酸化した場合のSi2p光電子スペクトルの酸化成分(Si
:n=1-4)の時間発展を解析した。酸素暴露量30L付近までのSi
の急成長は、Si(001)酸化と同様にSiを介した酸化反応経路の存在を示唆している。一方、Si(001)酸化と対照的に、1MLまで一貫してSiがSiよりも優勢であった。この特徴から反応機構を推測した。Si(110)面の第一層酸化が、(110)面内に密に並ぶ鎖状Si-Si結合(A結合)への酸素挿入と、(-110)面内のSi-Si結合(B結合)への酸素挿入から成り、A結合の酸化が酸化歪の蓄積によって部分的にしか行われないためと理解される。
