Roles of excess minority carrier recombination and chemisorbed O species at SiO/Si interfaces in Si dry oxidation; Comparison between p-Si(001) and n-Si(001) surfaces

津田 泰孝; 吉越 章隆; 小川 修一*; 坂本 徹哉*; 山本 善貴*; 山本 幸男*; 高桑 雄二*

Journal of Chemical Physics, 157(23), p.234705_1 - 234705_21, 2022/12

https://doi.org/10.1063/5.0109558

This paper gives experimental evidence for that (1) the excess minority carrier recombination at the SiO/p-Si(001) and SiO/n-Si(001) interfaces is associated with the O dissociative adsorption, (2) the 700-eV X-ray induced enhancement of the SiO growth is not caused by the band flattening due to the surface photovoltaic effect but ascribed to the electron-hole pair creation due to core level photoexcitation for the spillover of the bulk Si electronic states to the SiO layer, (3) changes of band bending result from the excess minority carrier recombination at the oxidation-induced vacancy site when turning on and off the X-ray irradiation, and (4) a metastable chemisorbed O species (Pb1-paul) plays a decisive role in combining two kinds of the reaction loops of single- and double-step oxidation. Based on the experimental results, the unified Si oxidation reaction model mediated by point defect generation [Jpn. J. Appl. Phys. 59, SM0801 (2020)] is extended from a viewpoint of (a) the excess minority carrier recombination at the oxidation-induced vacancy site and (b) the trapping-mediated adsorption through the chemisorbed O species at the SiO/Si interface.

New method to measure the rise time of a fast pulse slicer for laser ion acceleration research

森 道昭; 余語 覚文; 桐山 博光; 西内 満美子; 小倉 浩一; 織茂 聡; Ma, J.*; 匂坂 明人; 金沢 修平; 近藤 修司; et al.

IEEE Transactions on Plasma Science, 36(4), p.1872 - 1877, 2008/08

https://doi.org/10.1109/TPS.2008.2000886

本グループでは、京都大学・電力中央研究所・GIST等と共同でレーザー駆動プロトンビームの利用に向け、レーザー・ターゲット双方からエネルギー/変換効率/Emittanceの最適化に関する研究を進めている。本論文はその研究の過程において開発したレーザー駆動高エネルギープロトンビーム発生におけるチャープパルスを用いた高速パルススライサー装置の新たな性能評価法と、その後に行ったイオン加速実験に関する結果をまとめたものである。この研究開発によって、新手法の有意性を明らかにするとともに、プレパルスの抑制により最大2.3MeVのプロトンビームの発生を実証しプレパルスがプロトンビームの高エネルギー化に重要な役割を果たすことを明らかにした。

High-energy, high-contrast, multiterawatt laser pulses by optical parametric chirped-pulse amplification

桐山 博光; 森 道昭; 中井 善基; 山本 洋一*; 田上 学*; 圷 敦; 下村 拓也*; 近藤 修司; 金沢 修平; 大道 博行; et al.

Optics Letters, 32(16), p.2315 - 2317, 2007/08

https://doi.org/10.1364/OL.32.002315

小型で高信頼性,高出力,高コントラスト動作が可能な非平行光パラメトリックチャープパルス増幅器(OPCPA)の開発を行った。広スペクトル帯域チタンサファイアレーザー発振器からの出力光をシード光とし、このシード光を回折格子を用いたパルス拡張器によりパルス幅を伸張し、タイプI位相整合のBBO-OPCPAに入射した。OPCPAにより、0.1nJのシード光を10Hzの繰り返し動作で10億倍以上の高い利得で122mJにまで増幅した。最後にパルス圧縮を行うことにより、19fsのパルス幅を得た。ピークパワーで3.2TW、平均出力で0.62Wを得た。また、ピコ秒の時間領域において、8桁以上の高いコントラストを達成した。

Generation and evaluation of a 10 W/cm intensity by focusing wavefront corrected 100 TW, 10 Hz laser pulses

赤羽 温; Ma, J.; 福田 祐仁; 青山 誠; 桐山 博光; 井上 典洋*; 辻 公一*; 中井 善基*; 山本 洋一*; Sheldakova, J. V.*; et al.

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 44(8), p.6087 - 6089, 2005/08

https://doi.org/10.1143/JJAP.44.6087

フィードバック制御波面補償光学系により日本原子力研究所100TWチタンサファイアレーザーシステムにおいてレーザー集光強度の向上が達成された。レーザーパルスの光学パラメータ計測結果及び観測された希ガス原子のトンネルイオン化レートのレーザーエネルギースケーリング性により10W/cmを越える超相対論的強度が10Hzの繰り返し動作で発生することを実験的に確認した。

Objectives and design of the JT-60 superconducting tokamak

石田 真一; 阿部 勝憲*; 安藤 晃*; Chujo, T.*; 藤井 常幸; 藤田 隆明; 後藤 誠一*; 花田 和明*; 畑山 明聖*; 日野 友明*; et al.

Nuclear Fusion, 43(7), p.606 - 613, 2003/07

https://doi.org/10.1088/0029-5515/43/7/314

原型炉の経済性と環境適合性のさらなる向上を図るため、大学等との連携協力によりJT-60を超伝導トカマクへ改修する計画を推進している。目的は、原型炉と同様に強磁性体である低放射化フェライト鋼をプラズマの近くに設置して、高ベータで自発電流割合が高く、高度なダイバータ熱粒子制御を持ち、ディスラプション頻度の少ない定常運転を実現することである。JT-60の既存設備を最大限活用し、新たに導入する超伝導トロイダル及びポロイダル磁場コイルを用いて、主半径2.8m,プラズマ電流4MA,トロイダル磁場3.8Tの高非円形かつ高三角度配位のシングルヌル・プラズマの100秒運転を行う。原型炉の設計例から設定された高い達成目標の実現を目指し、高ベータプラズマ制御,高性能・高自発電流プラズマ制御,ダイバータ熱粒子制御、及びフェライト鋼のプラズマ適合性の実証という重要課題に取り組むことができるよう設計を行った。

The Geochemistry of uranium in pore waters from lake sediments

長尾 誠也; 柳瀬 信之; 山本 政儀*; 小藤 久毅*; 宗林 由樹*; 天野 光

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 252(2), p.225 - 232, 2002/05

https://doi.org/10.1023/A:1015741616963

陸域環境の天然水において、ウランの濃度は数ppt~数十pptと低濃度であるため、測定及びサンプリング時の汚染や還元環境下にある試料の場合には酸化等の問題により、信頼性の高い測定値はそれほど報告されてはいない。本研究では、還元環境が比較的安定に維持されている湖底堆積物に着目し、6つの湖の堆積物から窒素ガスバッグの中で空気に触れないように間隙水を分離して濾過後、実験室に持ち帰りICP-MSによりウラン濃度を測定した。還元環境下にある間隙水中のウラン濃度は、6.9~145ng/Lの範囲にあり、湖により異なる値を示した。これらのウラン濃度は、結晶質あるいは非晶質のウラン酸化物・水酸化物の還元環境下での溶解度に比べて1桁以上低いこと,2価鉄が検出されていることから、湖によるウラン濃度の変動は、間隙水サンプリング時における酸化等の影響とは考えにくく、各湖底堆積物内でのウランの挙動の違いを反映している。

核種移動速度測定装置の開発(III): 核種移動速度の測定

小川 弘道; 山本 忠利; 和達 嘉樹

JAERI-M 86-011, 11 Pages, 1986/02

JAERI-M-86-011.pdf:0.35MB

本報告は放射性核種の土壌中移動速度を決定する手法について記するものであり、土壌中放射性核種濃度分布の非破壊測定に関する前報と併せて、放射性核種の土壌中移動速度を非破壊的に決定する手法を確立した。すなわち、放射性核種の土壌中濃度分布と輸送拡散方程式の解の比較より決定される核種移動速度により、放射性核種の土壌中における移動性が定量的に評価できる。

核種移動速度測定装置の開発II; 帯水層土壌試料中放射性核種濃度分布の非破壊的測定

小川 弘道; 山本 忠利; 和達 嘉樹

JAERI-M 85-111, 16 Pages, 1985/08

JAERI-M-85-111.pdf:0.87MB

土壌中における放射性核種の移動速度を測定することを目的とし、帯水層土壌試料中における放射性核種の濃度分布を非破壊的に測定するシステムを開発した。本システムでは、帯水層土壌試料中に挿入した検出器により、線の計数率分布を測定し、検出器の測定効率を係数行列とする連立方程式を作成する。濃度分布が指数関数的に変化するとする仮定を導入して連立方程式を解くことにより、帯水層土壌試料中における濃度分布を算出する。本システムに関して機能試験を行った結果、帯水層土壌中における放射性核種の濃度分布を測定できることが確認された。本報告は、システムの概要および機能試験の結果についてまとめたものである。

サーミスター型センサーによる飽和層土壌中の水流速測定

山本 忠利; 斎藤 和明; 武部 愼一; 和達 嘉樹

JAERI-M 84-231, 15 Pages, 1985/01

JAERI-M-84-231.pdf:0.46MB

飽和層(帯水層)土壌中における放射性核種の移動速度を水の移動速度と関連して評価するため、サーミスター型センサーを用いたパルス加熱検出方式による水流速測定装置を試作し、土壌中における水流測定に関する基礎的な検討を行なった。本装置は土壌中にヒーターとセンサーを埋設し、ヒーターにパルス過熱を行ない、センサーが検出した温度変化を計ることにより、土壌中水流速を求めるものである。本測定法により飽和層土壌中の水流速測定が可能であることを確認した。また、測定における最適条件も見出した。

地中シミュレーション装置の製作

山本 忠利; 大塚 芳郎; 武部 愼一; 大貫 敏彦; 小川 弘道; 原田 芳金; 斎藤 和明; 和達 嘉樹

JAERI-M 84-125, 122 Pages, 1984/07

JAERI-M-84-125.pdf:3.0MB

天然バリア(通気層および帯水層)中における放射性核種の移動特性を調べるため、自然状態の土壌を用いて試験できる地中シュミレーション装置を制作した。本装置は、地下水位より上部にある通気層用装置(通気層カラム:300mm1200mmH)および地下水位にある帯水層土壌を使用する帯水層用装置(帯水層槽:900mmW3000mmL4450mmH)から構成されている。本報告は、地中シュミレーション装置の概要をまとめたものであり、装置の機能および機器仕様、障害解析、安全対策、事故解析および層さマニュアル等について記述している。