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岡 壽崇; 大島 明博*; 鷲尾 方一*
Radiation Physics and Chemistry, 215, p.111364_1 - 111364_4, 2024/02
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Chemistry, Physical)固体高分子形燃料電池は、水素と酸素を反応させて発電する電気化学デバイスで、自動車や家庭用発電機などのクリーン電源として期待されている。プロトン交換膜は、電池の性能とコストの鍵を握る重要な材料であり、高性能かつ低コストの膜の開発が求められている。我々はPoly(tetrafluoroethylene-co-hexafluoropropylene)(FEP)にスチレンを放射線グラフト重合したのちにスルホン化することにより、プロトン交換膜を合成した。合成による高分子のナノ構造変化が不明であったため、陽電子消滅寿命測定法によってその変化を調べた。合成した膜には、半径約0.4nmと約0.25nmの2つのサイズのナノ空孔があり、スチレンのグラフトではほとんどサイズの変化が起きないが、スルホン化することで大きい方のナノ空孔のサイズが減少することがわかった。
Be activity concentrations in the atmosphere楢崎 幸範*; 迫田 晃弘; 赤田 尚史*; 伊藤 久徳*; 百島 則幸*
International Journal of Environmental Research and Public Health, 19(16), p.10128_1 - 10128_9, 2022/08
被引用回数：1 パーセンタイル：27.46(Environmental Sciences)2013年3月、西日本の太宰府市で大気中Be濃度の上昇が連日観測された。Be濃度の日平均は0.93-14mBq/m
、月平均は8.3mBq/mであった。この月平均値は1999年から2015年にかけて観測された月平均の中で最も高く、この期間の月平均(4.7mBq/m)に標準偏差の2倍(1.7
2mBq/m=8.1mBq/m)を加えた値よりも高い値であった。また、Be生成の要因である宇宙線強度が低い3月(1999-2015年で2013年を除く)のみの月平均値(6.0mBq/m)を上回った。後方流跡線解析の結果から、2013年3月に頻発した高緯度での成層圏や対流圏上部からの空気流入がBe濃度上昇の原因と考えられた。
Be; Particle size distribution and chemical composition of Be-carrying aerosols in the atmosphere in Japan楢崎 幸範*; 迫田 晃弘; 高橋 駿太*; 百島 則幸*
Journal of Environmental Radioactivity, 237, p.106690_1 - 106690_7, 2021/10
被引用回数：3 パーセンタイル：20.86(Environmental Sciences)2018年に西日本の太宰府市において、Beが付着したエアロゾルの粒径分布をカスケードインパクターで測定し、その季節変動を観察した。Beは粒径2.1
m以下のエアロゾルに付着していることがわかり、概して0.43-0.65mの粒径で最も放射能濃度が高かった。Beの空気力学的放射能中央径(AMAD)は、ヒトの肺胞に到達可能な粒子のサイズ範囲である0.39-0.52mの範囲にあり、年平均は0.43
0.035mであった。Beの放射能濃度は夏季で有意に低かった。また、Beが付着したエアロゾルの粒径分布は、大気中のエアロゾル粒子の粒径分布の影響を受けていた。さらに、Beは主に硫酸塩エアロゾル(特に、硫酸アンモニウムエアロゾル)に付着していることが示唆された。
竹井 敏*; 大島 明博*; 大山 智子; 伊藤 健太*; Sugahara, Kigen*; 柏倉 美紀*; 古澤 孝弘*; 田川 清一*; 花畑 誠*
Japanese Journal of Applied Physics, 53(11), p.116505_1 - 116505_7, 2014/11
被引用回数：10 パーセンタイル：41.38(Physics, Applied)電子線(EB)及び極短紫外(EUV)リソグラフィ用レジストとしての直鎖状天然多糖類の応用を検討した。天然多糖類はウェハ上へのスピンコートや現像過程に水を使うことができるため、有機溶媒を必要とせず、環境にやさしい次世代のデバイス製造に利用可能である。開発したレジストは重量平均分子量83,000、70mol%のヒドロキシ基を有する。200mmウェハへのスピンコートが可能であり、100-400nmのピラーパターン描画時の電子線への感度が10C/cm
と高く、シリコン系中間層を用いた場合CF
プラズマエッチング時の十分な選択比を持つことを確認した。また、これらの実験結果から、EUV領域へも高い感度を有することが予測された。
酒井 卓郎; 安田 良; 飯倉 寛; 野島 健大; 江夏 昌志; 佐藤 隆博; 石井 保行; 大島 明博*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 332, p.238 - 241, 2014/08
被引用回数：1 パーセンタイル：10.25(Instruments & Instrumentation)プロトンマイクロビームによる微細加工技術を利用して、微細な六角柱による周期構造を有する蛍光板の作製を行った。その手順としては、紫外線硬化樹脂に蛍光体粉を混入し、原子力機構-TIARAにおいて3MeVプロトンマイクロビームのパターン照射を行った。照射後の試料はエタノールで洗浄し、未照射部位の紫外線硬化樹脂を取り除き、さらに塩酸によるエッチング処理を施した。作製した蛍光板は、可視光・紫外線照明下での光学顕微鏡と走査型電子顕微鏡で観察を行った。その結果、ミクロンオーダーの微細な構造を有する蛍光板が作製できていることが確認できた。この新たな蛍光板は、中性子やX線,イオンビーム等の高分解能な検出素子として利用できると思われる。
竹井 敏*; 大島 明博*; 市川 拓実*; 関口 敦士*; 柏倉 美紀*; 古澤 孝弘*; 田川 精一*; 大山 智子; 伊都 将司*; 宮坂 博*
Microelectronic Engineering, 122, p.70 - 76, 2014/06
被引用回数：24 パーセンタイル：76.82(Engineering, Electrical & Electronic)環境に配慮した電子線リソグラフィ技術を確立するため、バイオマス由来の糖レジストを開発した。石油由来ではなく、また、アルカリ水溶液や有機溶媒を用いて現像する既存のレジストと違い、水で現像できることが大きな特徴である。75keVの電子線描画装置を用いて加工特性を評価したところ、50-200nmのライン加工に要する照射線量は約7C/cm
と低く、化学増幅型レジストと比較しても非常に高い感度を示すことが分かった。開発した糖レジストは23
Cの室温環境で純水に60秒浸漬することで現像でき、ドライエッチング耐性(CF
ガス)も十分にあることが確認された。
大山 智子; 中村 紘貴*; 大島 明博*; 鷲尾 方一*; 田川 精一*
Applied Physics Express, 7(3), p.036501_1 - 036501_3, 2014/03
被引用回数：6 パーセンタイル：26.85(Physics, Applied)塩素系高分子ZEPは、ポリメタクリル酸メチルに比べ10-100倍の高い感度を持つ主鎖切断型の汎用電子線レジストである。しかし、高線量の電子線を照射した場合、ZEPは現像液に溶解するポジ型から、現像液に不溶化するネガ型へと変化することが分かった。100kVの電子線を用い、複数の現像液に対するZEPの溶解挙動を調べたところ、ポジ型としてパターンを掘りきるのに必要な線量は0.01-0.4mC/cmと現像液への溶解度に依存して大きく異なったが、ネガ型へと変化する閾線量(現像液に不溶化し始める線量)は、どの現像液に対しても約20mC/cmと同じ値を示した。X線光電子分光と核磁気共鳴による生成物分析から、ZEPに含まれる塩素の組成比と、主鎖切断によって生じた末端二重結合の数によって切断と架橋の効率が変化し、その結果ZEPがネガ型に反転する閾線量が決まることが明らかになった。この結果から、ZEPを照射線量の制御によって複雑な3次元形状を作製できるポジ型ネガ型兼用レジストとして使用できる可能性があることが分かった。
保坂 勇志*; 大山 智子; 大島 明博*; 榎本 智至*; 鷲尾 方一*; 田川 精一*
Journal of Photopolymer Science and Technology, 26(6), p.745 - 750, 2013/12
被引用回数：11 パーセンタイル：35.05(Polymer Science)ポジ型塩素系電子線レジストZEP520Aは高感度・高分解能・高エッチング耐性を持つレジストとして知られている。本研究では大阪大学Lバンドライナックのパルス電子ビーム(エネルギー28MeV)を用い、ジクロロメタンおよびテトラヒドロフラン(THF)溶液中のナノ秒パルスラジオリシス法によって反応機構を調査した。その結果、解離性電子付着による塩素の脱離と電荷移動錯体の生成による複数の主鎖切断経路が存在することが確認され、主鎖切断のG値が約8と高い理由が明らかになった。また、THFに溶かした高濃度溶液を用いた実験ではZEP520Aの直接イオン化による生成物が確認された。このことから、固体レジスト中(微細加工時の状態)での放射線化学反応の初期過程が、溶液を用いた実験でシミュレートできることが分かった。
-lactic acid) using focused ion beam direct etching大山 智子; 日名田 暢*; 長澤 尚胤; 大島 明博*; 鷲尾 方一*; 田川 精一*; 田口 光正
Applied Physics Letters, 103(16), p.163105_1 - 163105_4, 2013/10
被引用回数：11 パーセンタイル：44.13(Physics, Applied)生体適合性と生分解性を併せ持つポリ乳酸をバイオデバイスへ応用するため、集束ガリウムイオンを用いたダイレクトエッチングによる微細加工を試みた。照射イオン数(線量)と電流値(線量率)に依存して、エッチング速度や加工精度が変化することが分かった。ポリ乳酸はガラス転移温度(60C付近)以上で容易に変形してしまうため、照射熱が加工特性に大きく影響したと考えられる。照射条件を制御して熱の影響を抑制することによって、直径約80nmのホールや100nm幅のアルファベットなど任意の微細加工に成功した。微細加工表面をマイクロエリアX線光電子分光で解析したところ、物理スパッタと放射線誘起分解反応によってポリ乳酸表面が炭化し、線量に応じてC=C結合が増えていくことが分かった。C=C結合が多い表面状態は細胞接着性が高いことが報告されており、本研究で得られたポリ乳酸の微細加工体は高い細胞接着性を持つことが期待される。
大山 智子; 大島 明博*; 鷲尾 方一*; 田川 精一*
Journal of Vacuum Science and Technology B, 31(4), p.041604_1 - 041604_5, 2013/07
被引用回数：9 パーセンタイル：45.22(Engineering, Electrical & Electronic)Potential extension of 13.5 nm extreme ultraviolet lithography (EUVL) to 6.x nm range has been discussed recently in academia and the semiconductor industry. We investigated the sensitivities of several resists using highly monochromatized soft X-rays from synchrotron radiation. Although the absorbed dose depends on the distance from the top surface of the resist, the required absorbed doses (
or 
, Gy) corresponding to the dose/sensitivities (
or 
, mJ cm
) were almost constant for each resist regardless of the exposure wavelength. This would be applicable in the EUV/soft X-ray region, where nearly the same chemical reactions are induced. The resist sensitivities for any exposure wavelength can be predicted easily by using the sensitivity that is measured at a certain wavelength, the resist's thickness, and the linear absorption coefficients that can be calculated using the chemical composition and density of a resist.
-lactic acid) using electron beam nanoimprint lithography大久保 聡*; 長澤 尚胤; 小林 亜暢*; 大山 智子*; 田口 光正; 大島 明博*; 田川 精一*; 鷲尾 方一*
Applied Physics Express, 5(2), p.027303_1 - 027303_3, 2012/02
被引用回数：4 パーセンタイル：18.19(Physics, Applied)放射線架橋により耐熱性が改善されたポリ--乳酸(PLLA)の新たな応用分野開拓を目的として、マイクロ/ナノデバイスに利用可能な微細加工体の作製について、電子線ナノインプリント法(EB-NIL)により検討した。EB-NILは、Siモールド上にPLLA/TAIC(95:5)をクロロホルムで希釈した混合溶液を滴下して作製した薄膜に電子線を10から500kGy照射して行った。その結果、すべての条件でマイクロ/ナノスケールの微細構造体の転写に成功した。それら微細構造体の転写精度及び耐熱性を評価したところ、100kGy照射試料において最も転写精度が高く、またPLLAの軟化点以上の70-120Cで10分間加熱しても形状を保持しており、マイクロ/ナノ構造体においても架橋の効果が十分に現れることが見いだされた。
白木 文也*; 吉川 妙子*; 大島 明博*; 大島 雄二*; 高澤 侑也*; 福武 直之*; 大山 智子*; 裏川 達也*; 藤田 創*; 高橋 朋宏*; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 269(15), p.1777 - 1781, 2011/08
被引用回数：8 パーセンタイル：53.37(Instruments & Instrumentation)イオン照射時のブラッグピーク付近での化学反応の局所性を利用して、傾斜的に親水基が導入された燃料電池用新規プロトン交換膜材料を創製し、燃料電池特性を評価した。フッ素系高分子材料にXe
照射を真空・室温下で行い、ブラッグカーブに沿ったLETの違いを利用して傾斜的なラジカル生成を誘起した。照射後、スチレンモノマーをグラフト反応させ、スルホン化処理することで親水基の傾斜的な分布を有するプロトン交換膜を得た。これを用いて作製した膜/電極接合体は、特に電圧の安定性が従来のものよりも優れていることが明らかとなり、燃料電池の性能向上に繋がると期待される。
五輪 智子*; 塩津 智之*; 裏川 達也*; 岡 壽崇; 村上 健*; 大島 明博*; 濱 義昌*; 鷲尾 方一*
Radiation Physics and Chemistry, 80(2), p.264 - 267, 2011/02
被引用回数：8 パーセンタイル：53.37(Chemistry, Physical)高LET放射線である重粒子線をETFEに真空、及び大気中で照射した。ETFEに対する照射効果を重粒子線の進入深さの関数として評価した。重粒子線照射によって共役二重結合が生成し、その生成量分布はブラッグ曲線に非常によく似ていること、LETが高くなるほど、C=Cの二重結合の長さが長くなることがわかった。さらに、大気中照射においては、試料表面からの酸素分子の拡散により、C=O結合が増加することが明らかになった。
岡 壽崇; 大島 明博*; 本橋 良太*; 瀬戸 直人*; 渡邊 裕司*; 小林 亮二*; 斉藤 功樹*; 工藤 久明*; 村上 健*; 鷲尾 方一*; et al.
Radiation Physics and Chemistry, 80(2), p.278 - 280, 2011/02
被引用回数：7 パーセンタイル：48.91(Chemistry, Physical)アイソタクチックポリスチレンに種々のイオンビームを照射し、化学構造の変化を調べた。顕微赤外分光及び紫外可視分光の結果から、LETとフルエンスによって化学構造変化が大きく変化することが明らかになった。
大久保 聡*; 高橋 朋宏*; 高澤 侑也*; 五輪 智子*; 佐々木 隆*; 長澤 尚胤; 玉田 正男; 大島 明博*; 田川 精一*; 鷲尾 方一*
Journal of Photopolymer Science and Technology, 23(3), p.393 - 397, 2010/11
被引用回数：4 パーセンタイル：13.82(Polymer Science)ポリカプロラクトン,ポリブチレンサクシネート・アジペート共重合体などの生分解性プラスチック材料に集束イオンビーム(FIB)を照射して直接エッチング処理を施すことで、ナノメートル分解能で微細加工が可能となった。フィルムあるいはスピンコートにより作製したシート状生分解性プラスチックにGaイオンのFIBを照射して、250ナノメートルの線幅を有する微孔膜や歯車などをナノメートル分解能で微細加工することに成功した。これらのことから、FIBを製造手段として生分解性プラスチックの医用・電子デバイス及びマイクロマシン分野への応用利用が期待される。
五輪 智子*; 高橋 朋宏*; 岡 壽崇; 村上 健*; 大島 明博*; 田川 精一*; 鷲尾 方一*
Journal of Photopolymer Science and Technology, 23(3), p.399 - 404, 2010/08
6 MeV/u ion beams (Si
, Ar
, etc.) and 30 kV Ga
focused ion beam (FIB) were irradiated to a chemical amplified deep-UV resist and electron beam resist. The resist sensitivities were correlated with the energy deposition of ion beams, we obtained clear patterns of the resists. In contrast, crosslinking reaction of resist polymer was induced by the FIB irradiation, positive-negative inversion took place.
Park, J.-H.*; 若原 昭浩*; 岡田 浩*; 古川 雄三*; Kim, Y.-T.*; Chang, H.-J.*; Song, J.*; Shin, S.*; Lee, J.-H.*; 佐藤 真一郎; et al.
Japanese Journal of Applied Physics, 49(3), p.032401_1 - 032401_5, 2010/03
被引用回数：1 パーセンタイル：5.52(Physics, Applied)Terbium (Tb) ions were implanted into Al
Ga
N epitaxial layers at room temperature to investigate ion-beam-induced damage and luminescence properties at various doses of 
- 
Tb/cm. Rutherford backscattering spectrometry/channeling (RBS/channeling) reveals that on-beam-induced damage level steeply increases and that the damage cannot be fully recovered even after rapid thermal annealing at 1100 C, when the dose exceeds 
Tb/cm. On the other hand, cathodoluminescence (CL) intensity related to Tb
transitions increased initially and saturated above a dose of 
Tb/cm. The results suggest that Tb-related luminescence properties are much susceptible to defects and nonradiative defects, namely, Tb-defect complexes, are formed under low-dose conditions even at a very low structural defect density.
岡田 浩*; 竹本 和正*; 及川 文武*; 古川 雄三*; 若原 昭浩*; 佐藤 真一郎; 大島 武
Physica Status Solidi (C), 6(Suppl.2), p.S631 - S634, 2009/05
AlGaN/GaN高電子移動度(HEMT)に希土類元素の一種であるユーロピウム(Eu)を空間選択的にイオン注入して発光電界効果トランジスタ(FET)を作製し、そのデバイス特性について調べた。この発光トランジスタは、イオン注入した希土類元素が発光中心として働くことが期待される。作製したデバイスはトランジスタとして十分にゲート制御可能な電流・電圧特性を示し、ドレイン電極に20Vの電圧を印加するとEuイオンに起因する赤色光が明瞭に観察された。また、ショットキーゲートに負の電圧を印加すると、発光強度が減少することがわかった。このような概念で設計されたデバイスは、イオン注入するイオン種を変えることによって発光波長を変えることが可能であることから、新しい多色発光デバイスとして非常に有望である。
普門 貴志*; 小林 一平*; 大島 武; 佐藤 真一郎; 奥田 修一*; 谷口 良一*; 岩瀬 彰宏*
Proceedings of the 8th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications (RASEDA-8), p.203 - 206, 2008/12
宇宙用太陽電池に対し、電子線照射と「その場」電流・電圧測定が行える装置の開発を行った。この装置は大阪府立大学放射線研究センターにある電子リニア加速器に設置され、6MeVから12MeVの電子線を-196Cから100Cの温度範囲で照射することが可能である。また、太陽電池の電流・電圧特性もこの温度範囲で測定可能である。まずは宇宙用単結晶Si太陽電池の電流・電圧特性を室温又は低温で測定し、温度可変機構が正常に動作することを確認した。また、10MeV電子線を室温で照射して電流・電圧測定を行い、この結果を1MeV電子線あるいは10MeV陽子線照射の結果と比較した。
高橋 芳浩*; 府金 賢*; 今川 良*; 大脇 章弘*; 平尾 敏雄; 小野田 忍; 大島 武
JAEA-Review 2008-055, JAEA Takasaki Annual Report 2007, P. 7, 2008/11
MOS(Metal Oxide Semiconductor)構造の重イオン照射誘起ゲート電流の
線照射による変化について評価を行った。試料はp形及びn形バルクSi基板上の、酸化膜厚100nm,Alゲート電極直径100mのMOSキャパシタとした。線照射は吸収線量率6.3kGy(SiO
)/hで1時間行った。照射前後のイオン照射誘起ゲート過渡電流の測定は、酸素イオン(15MeV)を用いたTIBIC(Transient Ion Beam Induced Current)評価システムにより行った。また、線照射前後において容量-電圧特性及びリーク電流特性の測定を行った。その結果、線照射後、同一電圧印加時のゲート過渡電流ピーク値は、p-MOSにおいて増加し、n-MOSでは減少した。さらに容量-電圧特性で生じた変化を正電荷捕獲密度を反映したミッドギャップ電圧のシフト量で評価し、そのシフト量分、ゲート印加電圧値をシフトさせた結果、照射前後でのピーク値はよく一致することが判明し、ピークのシフトが正の固定電荷発生によることが明らかとなった。
