原子力緊急時支援・研修センターの活動(平成24年度)

佐藤 猛; 武藤 重男; 奥野 浩; 片桐 裕実; 秋山 聖光; 岡本 明子; 小家 雅博; 池田 武司; 根本内 利正; 斉藤 徹; et al.

JAEA-Review 2013-046, 65 Pages, 2014/02

JAEA-Review-2013-046.pdf:11.18MB

原子力機構は、指定公共機関として、国及び地方公共団体その他の機関に対し、災害対策又は武力攻撃事態等への対処において、防災業務計画及び国民保護業務計画に則り、技術支援をする責務を有している。原子力緊急時支援・研修センターは、緊急時には、専門家の派遣、防災資機材の提供、防護対策のための技術的助言等の支援活動を行う。また、平常時には、我が国の防災対応体制強化・充実のために、自らの訓練・研修の他、国、地方公共団体、警察、消防、自衛隊等の原子力防災関係者のための訓練・研修、原子力防災に関する調査研究及び国際協力を実施する。平成24年度においては、上記業務を継続して実施するとともに、国の原子力防災体制の抜本的見直しに対し、これまでに培った経験及び東京電力福島第一原子力発電所事故への対応を通じた教訓等を活かし、国レベルでの防災対応基盤の強化に向け、専門家として技術的な支援を行うとともに、当センターの機能の維持・運営及び国との連携を図った自らの対応能力強化などに取り組んだ。なお、福島事故への対応については、人的・技術的な支援活動の主たる拠点が福島技術本部に移行することとなったため、平成24年9月をもって終了した。

Synchrotron radiation photoemission study of GeN/Ge structures formed by plasma nitridation

細井 卓治*; 朽木 克博*; 岡本 学*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 志村 考功*; 渡部 平司*

Japanese Journal of Applied Physics, 50(10), p.10PE03_1 - 10PE03_5, 2011/10

https://doi.org/10.1143/JJAP.50.10PE03

Chemical bonding states and energy band alignment of pure germanium nitride (GeN) formed on a Ge(100) substrate were characterized by synchrotron radiation photoemission spectroscopy (SR-PES). The core-level shift of 2.31 eV originating from Ge-N bonds (Ge) with respect to the bulk Ge 3d peak (Ge) was determined. In situ SR-PES study on changes in Ge 3d, N 1s, and O 1s core-level spectra during thermal annealing revealed that oxidized surface layer on GeN could be selectively removed at around 773 K, which was 50 deg lower than the decomposition temperature of GeN. The GeN energy bandgap of 3.68 eV was experimentally determined. The valence band offset at a GeN/Ge(100) interface was also estimated to be 1.65 eV, and thus, the energy band alignment between GeN dielectrics and Ge substrate was determined.

Quantum spin nanotubes; Frustration, competing orders and criticalities

坂井 徹; 佐藤 正寛*; 岡本 清美*; 奥西 巧一*; 糸井 千岳*

Journal of Physics; Condensed Matter, 22(40), p.403201_1 - 403201_13, 2010/10

https://doi.org/10.1088/0953-8984/22/40/403201

スピンナノチューブについての最近の理論的研究をレビューする。特に、S=1/2 3本鎖スピンチューブに焦点をあてる。3本鎖スピンラダーと違って、正三角形のユニットセルを持つスピンチューブはスピンギャップが開いている。ハバード模型に基づく有効理論によると、このユニットセルが二等辺三角形になる格子ひずみによりスピンギャップが消失する量子相転移が起きることが予測される。このことは、数値対角化と密度行列繰り込み群による数値解析により立証された。さらに、われわれは新しい磁場誘起秩序として、ネール秩序,ダイマー秩序,カイラル秩序,不均一秩序などが生じることや、新しいメカニズムによる磁化プラトー現象が起きることも、理論的に示すことに成功した。最近合成された実際のスピンチューブ物質についても簡単にレビューする。

Zr0ゲー卜絶縁膜を用いたGe MOSデバイスの界面設計

細井 卓治*; 岡本 学*; 朽木 克博*; 景井 悠介*; Harries, J.; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 志村 考功*; 渡部 平司*

応用物理学会薄膜・表面物理分科会/シリコンテクノロジー分科会共催特別研究会研究報告, p.145 - 148, 2010/01

われわれはリーク電流を減少させて優れた界面特性を持った高品質のhigh-/Geゲートスタックを開発した。この製作にはGe基板上への直接ZrOデポジションとその加熱酸化が行われた。放射光光電子分光によると、ZrO/Ge構造の823Kでの熱酸化はZrOとGeの相互拡散がかりでなく、GeO界面層の生成をもたらした。等価酸化膜厚(EOT)は1.9nmで、界面準位密度はAu/ZrO/Geキャパシタで10cmeVと小さかった。さらに、Zr0層上にA10を形成するとさらにEOTを小さくできることを見いだした。界面準位密度はAlO/ZrO/Geの30分の加熱で5.310cmeVであった。10分加熱では1.6nmまでEOTを低減できた。その場合のリーク電流は従来のpoly-Si/SiO/Siスタックに比べて二桁低い。

放射光XPSによるGeN膜の化学結合状態及び熱脱離過程のその場観察

細井 卓治*; 朽木 克博*; 岡本 学*; 原田 真*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 志村 考功*; 渡部 平司*

no journal, , 

HF洗浄したp-Ge(001)基板を超高真空中で加熱クリーニングした後、大面積窒素プラズマ処理装置を用いて基板温度623K・高周波電力50W・窒素分圧10.5Torrで30分間の窒化処理を施した。その窒化膜の化学結合状態及び熱脱離過程を放射光XPSでその場観察した。清浄Ge表面のXPSスペクトルから、Ge3d5/2と3/2の結合エネルギーは29.2eVと29.8eVであった。高密度プラズマにより窒化した試料は大気暴露により窒化膜表面が酸化されるため、熱処理前の試料ではGeの窒化成分と酸化成分の両方が存在する。773Kの真空中加熱処理によりGeO成分のみが選択的に熱脱離し、純GeN膜のXPSスペクトルが得られた。これより、窒化GeはGe3d5/2ピーク位置から2.2eV化学シフトすることがわかった。

Quantum phase transition of the asymmetric three-leg spin tube

坂井 徹; 佐藤 正寛*; 奥西 巧一*; 大塚 雄一*; 岡本 清美*; 糸井 千岳*

no journal, , 

非対称な鎖間(桁)交換相互作用を持つS=1/2スピンチューブの量子相転移について理論的に調べた結果を報告する。電子系チューブを基礎として、われわれは新しい有効理論を作り、この非対称スピンチューブの包括的な相図を得た。さらに、他の有効理論によりその相図の正当性を確認した。また密度行列繰り込み群と有限系の数値的厳密対角化という数値解析により、桁相互作用が高い対称性を持つライン付近において、有限の領域でスピンギャップが開いていることを示すことに成功した。

4H-SiC(000)面の熱酸化により形成したSiO/SiC界面の放射光XPS評価

桐野 嵩史*; 景井 悠介*; 岡本 学*; Harries, J.; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 箕谷 周平*; 中野 佑紀*; 中村 孝*; 細井 卓治*; et al.

no journal, , 

SiCの(000)面の界面特性及び信頼性劣化要因の解明を目指して、(000)及び(000)面に形成したSiO/SiC界面の化学結合状態を放射光XPSを用いて評価した。Si2pピークからSi2p成分を抽出した。SiC基板と酸化膜からの信号に加えて、価数が異なるサブオキサイド成分が観察された。(000)面に形成した酸化膜界面では(000)面と比較してSi成分は少ないが高価数成分が増大し、サブオキサイド成分の総量が多いことが明らかとなった。また(000)面に形成した酸化膜の結合エネルギーは(000)面と比較して0.22eV高エネルギー側にシフトし、SiO/SiC界面での伝導帯バンドオフセットが小さいことを示唆する結果を得た。

放射光XPSによる熱酸化Si0/4H中SiC界面のエネルギーバンド構造分析

桐野 嵩史*; 景井 悠介*; 岡本 学*; Harries, J.; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 箕谷 周平*; 中野 佑紀*; 中村 孝*; 細井 卓治*; et al.

no journal, , 

SiC-MOSFETではSi0/SiC界面欠陥に起因する移動度劣化によってチャネル抵抗が増大するため、物性値から期待されるデバイス性能が得られていないのが現状である。4H-SiC(000-1)c面基板上に作製したMOSFETでは4H-SiC(0001)Si面と比較して高いチャネル移動度が得られることが知られているが、酸化膜の信頼性劣化が顕著である。また、従来の4H-SiC(0001)Si面と比較してSiO/SiC界面の伝導帯オフセット並びに界面準位密度のエネルギー分布が異なることも指摘されているが、これらの物理的な起源については明らかにされていない。われわれはSiC(000-1)c面の界面特性及び信頼性劣化要因の解明を目指し、放射光XPSを用いて(0001)Si面及び(000-1)c面に形成したSi0/SiC界面の化学結合状態並びにエネルギーバンド構造を評価した。

スピンチューブの磁化プラトーにおけるスタガード磁化,ダイマー及びカイラル秩序の共存

坂井 徹; 佐藤 正寛*; 奥西 巧一*; 岡本 清美*; 糸井 千岳*

no journal, , 

S=1/2三本鎖スピンチューブの三本の桁方向の交換相互作用を、正三角形から二等辺三角形に変形する模型において、3分の1磁化プラトー状態を密度行列繰りこみ群と数値対角化で解析した結果、正三角形に近い領域で、スタガード磁化,カイラル秩序などの共存相が現れることがわった。

放射光XPSによるSiO/4H-SiC構造の伝導帯オフセット評価

桐野 嵩史*; 景井 悠介*; 岡本 学*; Harries, J.; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 箕谷 周平*; 中野 佑紀*; 中村 孝*; 細井 卓治*; et al.

no journal, , 

4H-SiC基板上に形成した熱酸化SiO/SiC構造は、水素を導入することにより界面特性が向上する一方で、基板面方位によっては信頼性が劣化することが知られている。そこで、4H-SiC(000-1)C面及び(0001)Si面基板上に形成した熱酸化SiO/SiCについて、高温水素ガスアニールを施す前後でのエネルギーバンド構造を評価するため、放射光XPSによりO1sエネルギー損失スペクトルからSiOのバンドギャップを、価電子帯スペクトルよりSiO/SiC価電子帯オフセットを算出した。その結果、(000-1)C面上に形成した酸化膜の伝導帯オフセットは水素ガスアニールにより0.1eV減少することがわかった。