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論文

Well-ordered arranging of Ag nanoparticles in SiO$$_{2}$$/Si by ion implantation

高廣 克己*; 水口 友貴*; 川口 和弘; 一色 俊之*; 西尾 弘司*; 笹瀬 雅人*; 山本 春也; 西山 文隆*

Applied Surface Science, 258(19), p.7322 - 7326, 2012/07

 被引用回数:2 パーセンタイル:11.18(Chemistry, Physical)

SiO$$_{2}$$等の誘電体中に埋め込まれた銀(Ag)等の金属ナノ粒子は、非線形な誘電特性を示すことから非線形光学素子への応用が期待されている。本研究では、イオン注入法を用いてSi基板を熱酸化して形成したSiO$$_{2}$$層(300nm)注入にAgイオン注入(加速電圧:350keV、照射量:0.37-1.2$$times$$10$$^{17}$$ ions/cm$$^{2}$$)を行い、透過電子顕微鏡法,ラザフォード後方散乱法等を用いて、注入後の試料の構造評価を行った。その結果、注入Agイオンの投影飛程に相当する深さ近傍に直径25-40nmの銀ナノ粒子が、SiO$$_{2}$$/Si界面には直径数nmの銀ナノ粒子が、それぞれ規則的に配列して形成されることがわかった。さらに、X線光電子分光,X線回折の測定結果から、これらのAgナノ粒子は、酸化及び硫化に対して耐性があり1.5年以上その構造が保たれることがわかった。

論文

Rutherford backscattering spectrometry of electrically charged targets; Elegant technique for measuring charge-state distribution of backscattered ions

高廣 克己*; 寺井 睦*; 川面 澄*; 楢本 洋; 山本 春也; 土屋 文*; 永田 晋二*; 西山 文隆*

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 45(3A), p.1823 - 1825, 2006/03

 被引用回数:2 パーセンタイル:9.26(Physics, Applied)

$$alpha$$-Al$$_{2}$$O$$_{3}$$はイオンが入射しても安定に帯電する。この現象を利用して、ラザフォード後方散乱(RBS)実験で、散乱粒子の荷電状態を識別した。ランダム条件でのRBS実験ではCu/Au/$$alpha$$-Al$$_{2}$$O$$_{3}$$を用い、Cu, Au夫々の成分に対応して二つのピークが検出された。チャネリング条件下でのRBS実験では$$alpha$$-Al$$_{2}$$O$$_{3}$$単体を用い、Al, O夫々からの散乱に対応する、計4個の表面ピークを確認した。後方散乱粒子の電荷分布は、強度解析から定量的にできる。

口頭

窒素とリン4価イオンを注入されたポリアニリンのESR

太田 信昭*; 中川 清子*; 西山 文隆*; 森下 憲雄; 大島 武

no journal, , 

直径12mm,厚さ0.5$$sim$$1mm程度のペレット状ポリアニリンに対して、TIARAの3MVタンデム加速器を用いて窒素4価イオン(13.5MeV)及びリン4価イオン(15MeV)を注入した。イオン注入した試料を粉砕し、77Kで電子スピン共鳴(ESR)測定したところ、ポリアニリンラジカルのブロードなピークが観測された。また、ポリアニリンラジカル以外に、窒素イオン注入では2$$times$$10$$^{12}$$ions/cm$$^{2}$$以下で、リンイオン注入では6$$times$$10$$^{12}$$ions/cm$$^{2}$$以上で、新たな信号が観測された。

口頭

イオン注入によるAgナノ粒子の生成と規則的配列

高廣 克己*; 水口 友貴*; 一色 俊之*; 西尾 弘司*; 西山 文隆*; 山本 春也; 笹瀬 雅人*

no journal, , 

金属酸化物などの誘電体中に埋め込まれた金属ナノ粒子は、バルクとは異なる光学的,電気的,磁気的性質を示すことから次世代機能性材料として期待されている。特に金属ナノ粒子を用いた機能性材料創製において、単一サイズのナノ粒子をいかに高濃度に埋め込むかが課題となっている。本研究では、イオン注入法を用いて熱酸化Si膜中にAgイオン注入を行い、ラザフォード後方散乱法(RBS),X線光電子分光法(XPS),X線回折(XRD)及び透過電子顕微鏡(TEM)観察により、注入後の試料のキャラクタリゼーションを行った。その結果、注入Agイオンの投影飛程である125nm近傍にAgが集中して存在し、粒径30nm程度のAg粒子が規則的に2次元配列していることがわかった。今回、金属ナノ粒子特有の性質の発現が期待できるAgナノ粒子の規則的な2次元配列の形成に成功したので報告する。

口頭

Well-ordered arrangement of Ag nanoparticles in SiO$$_{2}$$/Si by ion implantation

水口 友貴*; 齋藤 正裕*; 一色 俊之*; 西尾 弘司*; 西山 文隆*; 山本 春也; 笹瀬 雅人*; 高廣 克己*

no journal, , 

金,銀等の金属微粒子を含有する石英ガラスは、透過光に対して、その含有金属に特有なプラズモン吸収を引き起こすが、このプラズモン吸収には接触ガスの識別検知につながる新たな応答挙動のあることが最近明らかになった。そこで本研究では、プラズモン吸収スペクトル強度の向上が期待できるAgナノ粒子の石英ガラス内への規則的形成を目指し、Si(111)基板を熱酸化させて形成した厚さ300nmのSiO$$_{2}$$膜中に、350keVのAgイオンを注入した。得られた試料について、ラザフォード後方散乱法,X線光電子分光法,X線回折法,透過電子顕微鏡観察等でAg粒子の形成状態を調べた結果、投影飛程である125nm近傍には粒径30nm程度、SiO$$_{2}$$/Si界面には2nm程度のAg粒子が、それぞれ規則的に配列していることがわかった。今後、Agイオン注入条件とプラズモン吸収特性との関連性を調べ、新光機能性材料の創製に役立てる予定である。

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