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論文

X-ray scattering study of interfacial roughness correlation in Mo/Si multilayers fabricated by ion beam sputtering

Ulyanenkov, A.*; 松尾 隆二*; 表 和彦*; 稲葉 克彦*; 原田 仁平*; 石野 雅彦; 西井 正信; 依田 修

Journal of Applied Physics, 87(10), p.7255 - 7260, 2000/05

 被引用回数:32 パーセンタイル:76.66(Physics, Applied)

イオンビームスパッタ法により、Si基板及びガラス基板上にMo/Si多層膜を積層させた。X線の共鳴散乱及び散漫散乱回折による多層膜の界面構造測定を行った。界面粗さの縦方向及び横方向の相関長を含むDWBA法により、測定結果を定性的定量的に評価し、周期性及び界面構造の詳細を導いた。拡散層の厚さは、蒸着物質に依存し、重いMoはSi層に深く埋め込まれることがわかった。また、基板材料の違いにより、相関長とフラクタル次元に差がでた。Si基板上の多層膜では界面が滑らかで短周期の変動を持ち、一方のガラス基板では、かなり大きな界面粗さを持ち、相関長がほとんどないことがわかった。これらの相違は、多層膜反射鏡の反射特性に影響を及ぼすもので、X線の散乱から得られる界面粗さの相関長の情報は、多層膜の構造評価に極めて重要である。

論文

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

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$$^{2}$$)以上のレーザー強度(140mJ/cm$$^{2}$$)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。

論文

Patterning of SnO$$_{2}$$ thin films by combination of lithographic photoirradiation and pyrolysis of an organotin polymer

玉井 聡行*; 一ノ瀬 暢之; 河西 俊一; 西井 正信; 貴家 恒男; 橋田 勲*; 水野 一彦*

Chemistry of Materials, 9(12), p.2674 - 2675, 1997/00

 被引用回数:17 パーセンタイル:62.13(Chemistry, Physical)

石英基板上に作製したポリ(4-トリメチルスタニルメチルスチレン)フィルムにマスクを通してKrFレーザー光を照射し、キシレンで現像すると架橋反応による不溶化高分子のネガ型パターンが得られた。このパターンを電気炉中500$$^{circ}$$C、2時間熱分解を行うと100nm厚の二酸化スズのパターンが得られた。パターンの大きさは熱分解前後ではほとんど変わらないことが原子間力顕微鏡観察により確認された。二酸化スズ薄膜の熱分解による形成は、未照射フィルムでは起こらないことが示され、現像工程を省いた場合でも二酸化スズのパターンが作成された。このことは高分子の熱分解による二酸化スズ薄膜形成において、二酸化スズ前駆体が架橋構造に閉じ込められることが必要であるものと考えられる。

論文

Wavelength dependence of excimer laser irradiation effects on ethylene-tetrafluoroethylene copolymer

浜田 祐二*; 河西 俊一; 西井 正信; 杉本 俊一*; 山本 忠史*

Japanese Journal of Applied Physics, 33(8), p.4764 - 4768, 1994/08

 被引用回数:8 パーセンタイル:48.18(Physics, Applied)

真空中および空気中において、室温でエチレン-テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)に3波長のエキシマレーザー光(ArF:193,KrF:248,XeCl:308nm)を照射し、誘起される化学変化を紫外・可視吸光光度法、X線光電子分光法などを用いて調べ、その波長依存性について検討した。その結果、真空中、空気中いずれの雰囲気下でも、ArFレーザー光照射によってETFE中にジエンが生成し、KrF,XeClレーザー光照射では炭化反応が起こることがわかった。このArFレーザー光照射によるジエンの生成はレーザー光強度に比例し、1光子反応で起こり、またKrF、XeClレーザー光照射による炭化反応はレーザー光強度の3~5乗に比例する多光子反応であることがわかった。このようにETFEにおいて、レーザー光照射にともなう光化学反応過程が照射波長依存性を示すことを明らかにした。

論文

Surface modification of polytetrafluoroethylene containing carbonaceous materials by KrF-laser irradiation

西井 正信; 杉本 俊一*; 清水 雄一; 鈴木 伸武; 長瀬 智洋*; 遠藤 正雄*; 江口 洋介*

Chemistry Letters, 1993, p.1063 - 1066, 1993/00

ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の効果的な表面改質法として、PTFEフィルムに制電性や耐摩耗性をもたせるカーボンブラックやグラファイトのような炭素質物質を添加し、KrFレーザー光を空気中で照射することにより、PTFEフィルムの接着性を著しく改善できることを見出した。カーボンブラックまたはグラファイト5wt%を添加したPTFEの180°剥離強度は、レーザー光照射量とともに増大し、7.1Jcm$$^{2}$$では、それぞれ1.8および1.3kgcm$$^{-1}$$に達した。カーボンブラックまたはグラファイトを添加したPTFEフィルムの化学構造および表面形態のレーザー照射による変化をX線光電子分光分析および走査電子顕微鏡によって調べ、-CF$$_{2}$$-結合のF原子の脱離、$$>$$C=0結合の生成および微細な凹凸の発生が起こっていることを明らかにした。

論文

Endowment with the wettability on the surface of tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer by excimer laser irradiation

岡田 淳*; 根岸 靖雄*; 清水 雄一; 杉本 俊一*; 西井 正信; 河西 俊一

Chemistry Letters, 1993, p.1637 - 1638, 1993/00

溶融成型が可能なフッ素樹脂であるテトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエテール共重合体(PFA)表面への親水性付与を目的として、ArFレーザー光照射によるPFAの表面化学反応を調べた。その結果、一酸化炭素を溶解した水中でPFAフィルムをArFレーザー光照射(208J/cm$$^{2}$$)すると、PFAフィルムの水に対する接触角は未照射の時の106度から34度まで著しく減少し、親水性が大幅に改善できることを見い出した。照射によりPFA表面の元素比O/Cは未照射の場合に比べて4倍に増加するが、一方F/Cは1/3に減少した。なお、酸素を溶解した水中及び大気中でArFレーザー光を照射しても、親水性はほとんど改善されなかった。これらの結果から、PFAフィルムの親水性の改善には、フィルム表面のF原子の脱離およびカルボニル基のような極性基の生成が大きく関与していることが明らかになった。

論文

Excimer laser irradiation effects on ethylene-tetrafluoroethylene copolymer

浜田 祐二*; 河西 俊一; 西井 正信; 清水 雄一; 杉本 俊一; 江間 喜美子*; 山本 忠史*

J. Photopolym. Sci. Technol., 6(3), p.385 - 392, 1993/00

エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)のエキシマレーザー光(ArF,KrF)照射によって誘起される化学変化を、ETFE全体については、紫外吸光光度法、赤外分光法によって調べ、ETFE表面については、X線光電子分光法を用いて調べた。ArFレーザー光照射によってETFE全体に二重結合が生成し、KrFレーザー光照射ではETFEは炭化した。一方、ETFE表面では、KrF及びArFレーザー光照射によってともに酸化物が生成した。このように、ETFE表面の化学反応は、全体での反応と異なることがわかった。また、レーザー光照射後のETFE表面について深さ方向分析を行い、レーザー光照射に伴う酸化反応は、表面に近い部分ほど進んでいることを見出した。この現象は、空気中の酸素の存在に起因しているものと結論した。

論文

Direct synthesis of hydroxy acid from maleate aqueous solutions containing hydrogen peroxide using an excimer laser

清水 雄一; 杉本 俊一*; 西井 正信; 鈴木 伸武

Chem. Express, 7(8), p.633 - 636, 1992/00

窒素飽和したマレイン酸水溶液を過酸化水素存在下、室温でXeFレーザー光(351nm)照射すると、グリコール酸、酒石酸、リンゴ酸などのヒドロキシ酸が選択性良く直接合成できることを見出した。マレイン酸カルシウム水溶液を照射すると、酒石酸の生成量はマレイン酸の照射の時の3.8倍、リンゴ酸は2.5倍に著しく増大した。この時の選択性もそれぞれ4から14%および2から9%と著しく増加した。マレイン酸ニナトリウムについても同様な結果が得られた。このような増感効果はマレイン酸塩の金属イオン化系列とよく対応した。酒石酸およびリンゴ酸はマレイン酸の二重結合へのOHラジカルの付加によって生成し、一方グリコール酸はこれらの生成反応と競争的にOHラジカルの付加によって生成したヒドロキシ中間体の速い分解によって生成すると考えられる。この分解にはH$$^{+}$$のようなイオン種が深く関与していることが推察される。

論文

Surface modification of polytetrafluoroethylene by KrF-laser irradiation

西井 正信; 杉本 俊一*; 清水 雄一; 鈴木 伸武; 長瀬 智洋*; 遠藤 正雄*; 江口 洋介*

Chemistry Letters, 1992, p.2089 - 2090, 1992/00

ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)に耐熱性が高くて紫外領域に強い吸収帯をもつ全芳香族ポリエステル(APE)を添加し、KrFエキシマレーザー光(波長:248nm)を室温・空気中で照射することにより、PTFEフィルムの接着性が著しく改善できることを見出した。PTFEフィルムの表面改質の指標とした剥離強度は、APE添加量1~20wt%の範囲で、APE添加量とともに増大した。APE添加量20%の場合には、剥離強度は未照射フィルムの値(0.4kgcm$$^{-1}$$)から26Jcm$$^{-2}$$のレーザー光照射によって3.9kgcm$$^{-1}$$まで増大した。一方、APEを含まないPTFEフィルムでは、150Jcm$$^{-2}$$の照射によっても変化せず、剥離強度は0.02kgcm$$^{-1}$$より小さかった。接着性の改善には、レーザー光照射によるフィルム面でのF原子の脱離、C=OやC=C結合の生成、炭化などの化学反応およびアブレーションが寄与していると考えられる。

論文

Irradiation effects on aromatic polymers, 1; Gas evolution by gamma irradiation

Hegazy, EI-Sayed A.*; 貴家 恒男; 西井 正信; 瀬口 忠男

Polymer, 33(14), p.2897 - 2903, 1992/00

 被引用回数:39 パーセンタイル:83.17(Polymer Science)

Kapton, UPILEX, ポリエーテル・エーテル・ケトン(PEEK), ポリスルホンなど8種類の全芳香族ポリマーについて、真空中の$$gamma$$線照射による発生ガス分析を行った。全発生ガスの発生のG値は脂肪族ポリマーの1/100$$sim$$1/1000であり、ガス発生量から求めた放射線に対する安定性の序列はUPILEX$$>$$Kapton$$>$$PEEK$$>$$ポリスルホンであった。発生ガスの成分は、Kapton, UPILEXの場合、H$$_{2}$$, N$$_{2}$$、PEEKではH$$_{2}$$, CO$$_{2}$$, CO、ポリスルホンではSO$$_{2}$$, CO,CO$$_{2}$$であった。

論文

Irradiation effects on aromatic polymers, 2; Gas evolution during electron-beam irradiation

Hegazy, EI-Sayed A.*; 貴家 恒男; 西井 正信; 瀬口 忠男

Polymer, 33(14), p.2904 - 2910, 1992/00

 被引用回数:23 パーセンタイル:70.7(Polymer Science)

Kapton, UPILEX, ポリエーテル・エーテル・ケトン(PEEK), ポリスルホンなど8種類の全芳香族系ポリマについて電子線照射によるガス発生を検討した。ガス発生のG値、これから得られる耐放射線性の序列は$$gamma$$線照射の場合とほとんど差が認められなかったが、各々の発生ガスのG値は$$gamma$$線照射の場合と多少異なるものもあった。これは高線量率の電子線照射時の温度上昇に律因すると結論された。耐放射線が高く線量当たりのガス発生量の少ない試料の分析には電子線照射が有用であることが明らかとなった。

報告書

電子線照射不融化装置の製作と運転特性

笠井 昇; 西井 正信; 瀬口 忠男

JAERI-M 91-064, 35 Pages, 1991/04

JAERI-M-91-064.pdf:1.22MB

本報告は有機ケイ素繊維を電子線照射で不融化する研究を行うために製作した「電子線照射不融化装置」の構成とその特性について調べたものである。本装置は350$$times$$350mmの大きさの試料を同時に2個電子線照射開始からその後の熱処理(900$$^{circ}$$C)終了まで、空気を遮断した条件で行うことができる。試料皿、照射容器、中間箱、熱処理槽、電気炉および真空ポンプで構成された装置について真空排気特性、線量率や照射容器内温度などの照射特性および電気炉の加熱特性を明らかにした。

論文

Effect of molecular orientation on the radiolysis of polyethylene in the presence of oxygen

泉 佳伸*; 西井 正信; 瀬口 忠男; 江間 喜美子*; 山本 忠史*

Radiation Physics and Chemistry, 37(2), p.213 - 216, 1991/00

高延伸した超高分子量ポリエチレンと高密度ポリエチレンの放射線酸化による照射効果を分解ガス生成、酸素の消費量、力学特性の変化を測定して、調べた。高延伸したPEの酸化は著しく大きくなり、また、メタン、エタンの発生量も増大した。これは、延伸により、非晶域が結晶に近い構造になって、その表面(界面)で酸化が促進されるためと考えられる。

論文

Effects of ion irradiation on the mechanical properties of several polymers

貴家 恒男; 河西 俊一; 西井 正信; 瀬口 忠男; 河野 功*

Radiation Physics and Chemistry, 37(1), p.135 - 140, 1991/00

ポリエチレン(PE)など6種類の脂肪族ポリマーおよびポリエーテルスルホン(PES)など4種類の芳香族ポリマーに対する8MeVの陽子線照射効果を引張り特性しの変化に基づいて検討し、電子線照射効果との比較を行った。また、PEおよびPESについては30MeV He$$^{2+}$$、80MeV C$$^{4+}$$、N$$^{4+}$$イオンによる照射効果の検討を行った。脂肪族ポリマーの場合の引張り特性の吸収線量依存性は陽子照射でも電子照射でも変らず、LET効果が現れなかったが、重イオンで照射した場合(PE)にはイオン質量(LET)が大きくなるにつれて線量当りの特性変化が少なくなる傾向が認められた。これに対して、芳香族ポリマーでは、陽子照射の場合の方が電子線照射の場合に比べて線量当りの特性低下が少なく、明らかなLET効果が現れたが、重イオン照射した場合(PES)にはイオン質量依存性は現れなかった。

報告書

放射線遮蔽ゴムの耐放射線性

河西 明男*; 瀬口 忠男; 西井 正信; 山口 紀夫*; 渡辺 正*

JAERI-M 90-011, 59 Pages, 1990/02

JAERI-M-90-011.pdf:1.88MB

エチレンプロピレンゴム(EPDM)および塩素化ポリエチレン(CM)に鉛粉を充填した放射線遮蔽ゴムとコバルト60-$$gamma$$線を照射して、その耐放射線性について検討した。これらの放射線遮蔽ゴムの線量に対する機械的、熱的特性、ゲル分率、膨潤比、発生ガス、酸素消費量等の変化を測定し、耐放射線性と劣化機構を考察した。

論文

放射線遮蔽ゴムの耐放射線性

河西 明男*; 瀬口 忠男; 西井 正信; 山口 紀夫*; 渡辺 正*

EIM-88-132, p.11 - 18, 1988/12

ゴムの特性を活かした放射線遮蔽材料として、エチレンプロピレンゴムに鉛箔を充填した材料を開発し、耐放射線性を調べた。EPOMに鉛を充填することによって、耐放射線性は約1/5に低下すること、また鉛箔の形状が耐放射線性に影響を与えることがわかった。難燃性助剤のCon-BACNを添加すると耐放射線性が約2倍向上するとともに、強度、伸びが改善された。放射線酸化劣化の後熱劣化を与える遂次劣化試験を行い、実使用環境での寿命を推定する式を導いた。

報告書

カーボンブラックの放射線グラフト重合に関する研究

中瀬 吉昭; 西井 正信; 来島 利幸*; 加藤 寛*

JAERI-M 88-135, 59 Pages, 1988/07

JAERI-M-88-135.pdf:1.14MB

$$gamma$$線、電子線重合法により、カーボンブラックへのビニルモノマのグラフト重合を行った。ビニルモノマの種類によりグラフト挙動は異なるが、カーボンブラックの粒子径が小さいほど、見かけのグラフト率は大きい。同時重合(In-source)で得られたグラフトカーボンブラックをポリマの溶媒で洗浄すると、抽出物がある。この抽出物はモノマの2、3量体である場合が多い。一方、後効果重合において、前照射線量を50Mradにした場合、溶媒でほとんど抽出されないグラフトカーボンブラックが得られた。

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