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本田 充紀; 馬場 祐治; 平尾 法恵*; 関口 哲弘
Journal of Physics; Conference Series, 100, p.052071_1 - 052071_5, 2008/03
被引用回数：8 パーセンタイル：91.78(Nanoscience & Nanotechnology)新たな機能性薄膜を構築するための有機分子を用いた生体分子薄膜は、表面に分子が吸着した場合の基礎的物性が、界面の結合状態に非常に大きく左右される。そのため、界面の情報を知ることは必要不可欠である。今回、金とイオウ界面に注目し、SHとS化合物の金表面上での界面状態の違いを詳しく検討するために、金表面上にL-システイン多分子・単分子及びチオフェン単分子層の異なる3種類の界面状態を作成して軟X線吸収分光法(NEXAFS)及びX線光電子分光法(XPS)による比較検討を行った。その結果、L-システインのNEXAFS結果においてS K-edgeが9eV大きくなり、またXPS測定結果ではS 1sが8eV高結合エネルギー側に化学シフトした位置に現れる、特異な界面の結合状態を確認した。一方、チオフェンでは同様の現象は起こらなかった。この特異なS-Au界面では、一般的なSulfideとは異なり、S[
+] 
Au[-]に電子供与が行われることを明らかにした。これはSH基のみにおこる現象であり、S-Auの特徴的な結合状態であることがわかった。
山本 博之; 山田 洋一; 笹瀬 雅人*; 江坂 文孝
Journal of Physics; Conference Series, 100, p.012044_1 - 012044_4, 2008/00
被引用回数：6 パーセンタイル：88.21(Nanoscience & Nanotechnology)表面数nm領域の解析において、深さプロファイルを非破壊的に得ることはその分解能向上のために重要である。X線光電子分光法(XPS)は通常、励起エネルギーが固定であるためにそのままでは深さ方向分析を行うことはできない。これに対し、エネルギー可変の放射光を励起源として用いれば、分析深さが変化し、非破壊で深さ方向の分布が得られると考えられる。これは電子の脱出深さがその運動エネルギーに依存することによる。本研究では、Si基板上に蒸着したGeを用い、薄膜表面、及び、埋もれた界面の非破壊分析を目指し放射光を用いた高エネルギーXPSによる解析を行った。清浄表面としたものと自然酸化膜の残る2種のSiを用い、2及び4nm Geを蒸着した試料を測定した結果、4nm蒸着試料においても基板表面の差異は十分に観察可能であった。この結果は本法が非破壊深さ分析法として有効であることを示している。
at nanometer scale by photoelectron emission microscopy combined with synchrotron radiation馬場 祐治; 関口 哲弘; 下山 巖; 本田 充紀; 平尾 法恵*; Deng, J.; 成田 あゆみ
Journal of Physics; Conference Series, 100, p.012015_1 - 012015_4, 2008/00
被引用回数：1 パーセンタイル：51.83(Nanoscience & Nanotechnology)放射光軟X線と光電子顕微鏡を組合せることにより、ナノメートルスケールの化学結合状態分布を観察するための装置を開発し、シリコン化合物に応用した。試料には、7.5ミクロン周期のパターンを持つシリコン酸化物,シリコン窒化物,有機シリコン化合物を用いた。Si K-吸収端付近で放射光のエネルギーを掃引することにより、化学結合状態(シリコンの原子価状態)に依存した画像をナノメートルスケールで観察することに成功した。また、SiとSiO
が交互に並んだマイクロパターン試料について、加熱による化学結合状態変化を観察した。その結果、700
Cから酸素原子の横方向の拡散が始まることがわかった。拡散の途中でSiとSiO界面の化学結合状態を詳細に観察したところ、界面にSiOなどの中間の原子価状態は存在せず、酸素の拡散はSi原子が一気に4個の酸素原子と配位することにより起こることがわかった。発表では固体表面上に作成した有機シリコン化合物(シリコンフタロシアニン塩化物)の化学結合状態観察と加熱による横方向の拡散についても報告する。
-FeSi thin film on Si(100) substrate prepared by ion beam sputter deposition笹瀬 雅人*; 山口 憲司; 山本 博之; 社本 真一; 北條 喜一
Journal of Physics; Conference Series, 100, p.042016_1 - 042016_4, 2008/00
被引用回数：3 パーセンタイル：76.2(Nanoscience & Nanotechnology)従来までの研究により、Si基板へのイオン照射による表面処理が鉄シリサイドの高品質な薄膜成長に有効であることを見いだしてきた。これらの研究の過程において、しばしば成膜後の膜中には基板界面に沿った形で欠陥集合体が観察される。観察された欠陥は成膜時の熱処理により拡散し集まったものと思われるが、これらの挙動が明らかになれば効果的な欠陥の抑制や除去方法が明らかとなるだけでなく薄膜としての品質向上にもつながることが期待される。本研究においては各種イオン照射条件にて作製した基板を、透過型電子顕微鏡を用いた薄膜の断面観察によって欠陥の生成及び変化に関する検討を行った。これらの結果から、イオン照射により生じる欠陥が、鉄シリサイド薄膜生成に及ぼす影響について議論する。
荻原 徳男; 菅沼 和明; 引地 裕輔; 神谷 潤一郎; 金正 倫計; 祐延 悟*
Journal of Physics; Conference Series, 100, p.092024_1 - 092024_5, 2008/00
被引用回数：4 パーセンタイル：81.68(Nanoscience & Nanotechnology)J-PARC 3GeVシンクロトン用のダクト・ベローズには、残留放射能が少ないことから純Tiを採用している。陽子加速器ではイオン衝撃による水素の放出が主なガス放出機構である。このイオン誘起脱離の抑制には、バルク中の水素濃度を低減することが有効なはずなので、Ti中の水素濃度を真空脱ガス処理により低減させることとした。熱脱離特性及び水素濃度変化の測定から、550C以上での脱ガスが有効であることが判明した。また、高温での結晶粒の成長による機械強度の劣化が懸念されるが、750Cで12hの熱処理でも機械強度の劣化はおよそ10%であり、問題とならない。以上に基づき、実機RCSではTi材を高温で脱ガス処理した。
/Si(001) interface; Dependence on oxidation temperature小川 修一*; 吉越 章隆; 石塚 眞治*; 寺岡 有殿; 高桑 雄二*
no journal, ,
点欠陥発生(放出Si原子+空孔)を介したSi酸化統合反応モデルを実証するために、n型Si(001)表面の酸化過程における酸化誘起歪みを放射光を用いたリアルタイム光電子分光で観察した。300CでのSi表面第1層酸化において、SiO/Si界面第1層の歪みSi原子(Si)は徐々に減少したが、界面第2層の歪みSi原子(Si
)は緩やかに増加した。また、第1層酸化完了時におけるSiとSiは基板温度を300Cから600Cに増加させると減少することがわかった。これらの結果から、ダイマー形成の歪みは酸化の進行に伴って減少すること、基板温度の上昇に伴って界面歪みが減少することが明らかとなった。歪み減少のメカニズムについて、吸着酸素の挙動に着目し議論する。
7 and Ge(111)-55朝岡 秀人; 山崎 竜也; 社本 真一
no journal, ,
異種物質が接合されたヘテロ構造に起因する薄膜ストレスは、ナノドットを作る成長形態の変化をもたらし、ホール伝導度など物性にも影響を及ぼす。現在のナノテクノロジーの進展のためには原子層オーダーのストレス制御が求められている。Siなど半導体最表面に関しては、表面ダングリングボンドの数を減少させるように独自の再構成構造を示すとともに、独自のストレスを示すと考えられているが、われわれはSi(111)77再構成面と、Ge(111)55再構成面に水素終端を行うことによって11バルク構造を作製し、最表面構造違いによるストレスの遷移過程を解析した。
松栄 雅樹*; 荒川 覚*; 田中 俊弘*; 澤 宗司*; 荻原 徳男; 菅沼 和明
no journal, ,
J-PARC 3GeVシンクロトンにおいては、純Ti製の成形ベローズを用いる。空間的な制約から400mm
、ベローズ長100mmで100N/mm以下の反力が要求される。そこで、可能な限り柔軟なベローズを成形方式で実現させようと試作開発を行った。なるべく薄い板を用いて、かつ、山数を稼ぐことが重要である。この溶接ベローズに似た構造を実現するには、プレス加工により、ベローズの山及び谷を密着させる、いわゆる、密着曲げの技術が必要である。Tiには伸びが小さい、また、スプリングバック効果が大きいという問題があるが、曲げと熱処理を組合せることにより、この問題を解決した。50mmのベローズを試作し、軸直角方向でも4N/mmという十分柔軟なベローズが実現できること、また、十分寿命が長いことを確認した。さらに、400mmの原型機を試作・評価のうえ、実機ベローズを供給した。
荻原 徳男; 金正 倫計; 神谷 潤一郎; 山本 風海; 菅沼 和明; 吉本 政弘; 齊藤 芳男*
no journal, ,
The 3 GeV-RCS in J-PARC project accelerates a proton beam up to 3GeV. The cumulative energy dose will be of the order of 100 MGy for 30 years of operation. So as to minimize the radiation exposure during maintenance, it is necessary to compose the vacuum system with reliable components which have long life time in such a high level of radiation. In addition, it is necessary to keep the operating pressure with beam in ultra high vacuum for suppressing the pressure instability. The ring is divided by the isolation valves into 6 sections, which can be pumped down independently. For avoiding any eddy current loss ceramic ducts are used in the magnets. These ducts are connected to the Ti ducts, putting the Ti bellows between. Here, we adopt pure Ti as a material for the ducts and bellows because of its small residual radioactivity. The ring is evacuated with 20 ion pumps (0.7 m
/s) and 20 turbomolecular pumps (TMPs) (1 m/s), which are attached to the Ti ducts. The TMPs are used for not only rough pumping but also evacuation during the beam operation. We have already succeeded in developing some components such as large aperture ceramic ducts and TMPs with high radioactive-resistance, as well as several kinds of heat treatment to reduce the outgassing. Now we have almost installed the vacuum system.
黒岩 雅英*; 松本 信彦*; 藤井 進*; 荻原 徳男; 荒井 秀幸*
no journal, ,
In J-PARC 3GeV synchrotron vacuum system, turbomolecular pumps (TMPs) are used for evacuation during beam operation. The backing pressure of the TMPs is always monitored with Pirani gauges. It is necessary for the gauge head to have high toughness against the vibration and abrupt air inlet etc. Thus W wire 50 micrometer in a diameter is adopted as the filament instead of Pt wire. Then we have found that the annealing at 1500 K for 10 min is effective to obtain the stable filament. Thus the gauge head with high toughness has been developed. The control unit for the gauge has been also newly designed, as the unit should be placed far from the gauge head which is located in a high level of radiation and electrical noise. We have adopted the combination of the constant current method with four-point probe method. Thus, with these techniques the output has been confirmed experimentally to be independent of the cable length, and less influenced by the noise. Generally the constant current method is not so suitable for measuring the higher pressure, however, we have confirmed that, for example, the pressure less than 20 Pa can be measured at 50 mA, and the pressure ranging from 20 Pa to 1000 Pa at 90 mA, respectively. Thus the current is controlled in such a way that the set value is increased with the increasing pressure in several stages.
2" surface山田 洋一; Girard, A.*; 朝岡 秀人; 山本 博之; 社本 真一
no journal, ,
Si(110)表面は"162"と呼ばれる巨大なユニットセルからなるストライプ状の構造に再構成する。典型的に観察されてきた表面は、二方向に走るストライプとdisorder領域が混在する多ドメインの形状であった。今回われわれは、DC電流通電加熱の際のElectromigrationが、ドメイン形状に大きく影響することを見いだした。さらに、制御されたElectromigrationにより、表面再構成列を一方向にそろえ、数
m四方に及ぶ広大な領域を再現性よく単一ドメイン化することに成功した。今回作製された単一ドメインは欠陥が非常に少ない一次元構造を有する。これはSi(11)の基礎物性解析のための有用な基板となるだけでなく、原子・分子ワイヤーなどの低次元ナノ構造作製のテンプレートとしての応用が可能である。
