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乙部 智仁; 矢花 一浩*; Koga, J. K.
no journal, ,
レーザーにより励起された固体の物性の理解は凝縮系のレーザー制御において必須である。本研究ではレーザー励起されたダイアモンドの数fsの間という非常に短いタイムスケールで存在するコヒーレントな電子励起状態の光物性について多電子系ダイナミクスの第一原理計算法である時間依存密度汎関数法(TDDFT)によるシミュレーションを行った。その結果、レーザー励起された固体は基底状態での誘電関数から大きく変更を受けると同時に強い方向依存性を持つ可能性があることが明らかになった。特に照射したレーザーの振動数の3倍の振動数領域で、本来吸収されるはずの光が透過できる等誘電関数の大幅な変化が起こることがわかった。
/Si界面酸化における格子歪みの役割,2; 二次元島成長における炭素拡散穂積 英彬*; 小川 修一*; 吉越 章隆; 石塚 眞治*; Harries, J.; 寺岡 有殿; 高桑 雄二*
no journal, ,
Si酸化における歪みの影響を調べるため、p型Si(001)表面にCH
を曝露することにより形成したSi
C
合金層の酸化過程をリアルタイムXPSで調べた。実験はSPring-8のBL23SUの表面化学反応解析装置で行った。660
Cで酸化したとき、酸素吸着曲線から酸化様式は2次元島成長と考えられる。このとき酸化膜成長と同時にSiO脱離が進行し、酸化開始7000秒後では約45層エッチングされた。したがって表面4層に形成されているSiC合金層は完全に除去されるはずであるが、C1s/Si2pの比率は変化していない。このため、SiO脱離においてC原子拡散の促進が示唆された。
近藤 公伯; 小菅 淳; 杉山 僚
no journal, ,
カーレンズモードロック発振器において、パルス幅が短く高強度になるモードロック機能をつかさどる部分をパルス圧縮器とパルス伸長器で分離すれば、超短パルス発振器の中にパルス幅の長い部分を積極的に設けることができる。すなわち光共振器中でチャープパルス増幅(CPA)の原理を利用することが可能になる。本研究では、特に超短パルスカーレンズモードロック発振器内のモードロック機能の明確な分離,超短パルス部の制御性、そしてキャビティー内でのパルス圧縮,パルス伸長の様子を観測すべく、カーレンズモードロックリングキャビティーを構築し、キャビティー中のチャープの変遷を観測した。薄いサファイア結晶中でパルス幅が必ずトランスフォームリミットになっていることが評価できた。
山内 俊彦; 管野 善則*; 小林 清二*; 杉林 秀之*
no journal, ,
内部アンテナRF加熱CVDプラズマに関して研究を進め、アンテナの巻き数と遷移閾値の関係などを明らかにした。特に面白い結果として、(1)自己制御ICPパルス(self-controlled ICP pulse)の発生,(2)ICP遷移トリガーとして電子温度の重要性、及び(3)アンテナ電位(負)V
Prf等があげられる。さて遷移はRF加熱電子による急激な衝突電離で立ち上がるが、ガス圧が低いときは低衝突により電子増加割合が小さく、また高い時は衝突電離と再結合の平衡により増加割合は1に達する。プラズマからの放射光の時間変化をホトダイオードで観測した。ガス圧とともに立ち上がり時間はリニアに増加している。ここで特異的なことは、20Pa以上で立ち上がりが2段階で生じていることである。このような興味深い遷移物理を解明するため温度等(Te, Ti, ne, no)を計測及び考察し、その結果を発表する予定である。
橋之口 道宏*; 角本 雄一; 戸出 真由美; 岡田 美智雄*; Harries, J.; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 笠井 俊夫*
no journal, ,
TiAl表面の酸化反応におけるAl酸化物の生成過程を明らかにし、Al酸化膜形成の制御を目的として、放射光光電子分光法を用いてTiAl表面と酸素分子の反応について研究した。実験はSPring-8の日本原子力研究開発機構専用軟エックス線ビームライン(BL23SU)に設置された表面反応解析装置(SUREAC2000)を用いて行った。試料表面(50at.% TiAl多結晶)は、Ar
イオンスパッタリングとアニーリングにより清浄化した。表面温度673Kにおいて酸素を350 L(Langmuir)曝露したときのTi2p及びAl2pの光電子スペクトルは、清浄表面と比較してピーク位置と形状が大きく変化し、TiとAl原子がともに酸化していることが示された。また、このTi酸化物は加熱(1123K)により減少することが観測された。
O
/ZrO/GeO積層構造ゲート絶縁膜の作製と評価岡本 学*; 朽木 克博*; 景井 悠介*; Harries, J.; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 細井 卓治*; 志村 考功*; 渡部 平司*
no journal, ,
High-k/GeスタックとしてAlO/ZrO/GeO/Geスタックを作製し、その構造並びに電気特性評価を行った。光電子スペクトルにはGeO界面層の成長を示すケミカルシフト成分(Ge
)に加え、ZrGeO反応層及びこれらの中間状態の存在を示す成分を確認できた。この絶縁膜上にAu電極を形成してAu/AlO/ZrO/GeO/Geキャパシタを作製し、室温にてC-V測定を行った。ヒステリシスは21mVと小さく、周波数分散の少ない良好な特性を得た。低温コンダクタンス法で求めたミッドギャップ近傍の界面準位密度は5.3
10
cm
eV
であり、界面特性に優れたHigh-k/Geスタックの作製に成功した。
)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。
-FeSi
単結晶基板の表面モフォロジー変化落合 城仁*; Mao, W.; 関野 和幸*; 鵜殿 治彦*; 江坂 文孝; 山口 憲司
no journal, ,
-FeSiの発光起源の解明や近赤外受光素子への応用に必要となる高品質な-FeSi膜を得るため、Si基板の代わりに-FeSi単結晶基板を用い、-FeSi(100), (101), (110), (311), (111)のホモエピタキシャル成長を行っている。しかし、成長した膜には穴状の欠陥が見られるなど課題がある。今回、これらの欠陥の発生原因を探るべく、結晶成長前に行う高温熱処理後の基板表面のモフォロジーを原子間力顕微鏡(AFM),走査型電子顕微鏡(SEM)により観察した。高温熱処理を施した-FeSi単結晶基板をAFMにより評価したところ、(100)面では直径200
600nm程度の中央部に核を有する穴状の構造と、直径50100nmの凸構造が見られた。また、(101)面では、50100nmの粒もしくは棒状の凸構造が見られ、熱処理により起こる表面モフォロジーの変化が基板方位により異なることがわかった。(100)面に見られる穴状構造の密度はホモエピタキシャル膜表面に見られる欠陥と同程度であり、膜欠陥の要因の一つであることが示唆された。
小瀧 秀行; 林 由紀雄; 川瀬 啓悟; 森 道昭; 神門 正城; 本間 隆之; 大道 博行; Bulanov, S. V.
no journal, ,
高強度レーザーのブルーシフト現象は、レーザーがプラズマを生成するときの屈折率変化によって起こるものと、航跡場による光子加速によるものとの2つの機構があると言われている。ガスジェットに高強度レーザーを集光し、透過光スペクトルを計測し、このブルーシフトについて調べた。ガスジェットは円筒形であり、ガスとしては、ヘリウム,アルゴン,窒素の3種類を用いた。ガスジェットノズルの位置及びガス密度を変化させながら計測を行い、ガス密度(プラズマ密度)依存性及び相互作用距離依存性について調べた。計測した周波数変化の量は、ガスジェットの密度分布を反映しており、ブルーシフトがプラズマ密度に大きく依存している、つまり屈折率変化によるブルーシフトの影響が大きいと予想される。さらに、密度を上げると、シフトしたスペクトルが広がる現象が観測される。これは、光子加速が関係していると考えられる。
m帯用PMMA導波路の試作三浦 健太*; 町田 裕貴*; 上原 政人*; 花泉 修*; 石井 保行; 佐藤 隆博; 高野 勝昌; 大久保 猛; 山崎 明義; 井上 愛知; et al.
no journal, ,
プロトンビーム描画(Proton Beam Writing: PBW)は、次世代の微細加工技術として注目されているが、PMMAへのプロトン照射による屈折率向上効果を利用することによって、光導波路形成への応用も可能である。今回われわれは、PBWを利用したPMMA導波路を提案し、813mで、長さ10mm程度の直線導波路を6種類試作した。波長1.55mで伝搬長6mmの光を導波路に導入し導波路の状態を評価した。試作した導波路のうち幅8mのもので、波長1.55mの光伝搬(シングルモード)を確認でき、光導波路として良好であることもわかった。発表では光導波路の構造,製作方法、及び観察結果について報告する。
'-NaCoOの変調構造宮崎 譲*; 井川 直樹; 湯葢 邦夫*; 梶谷 剛*
no journal, ,
これまで詳細な結晶構造が不明のままであった'-NaCoOについて、粉末中性子回折実験を行い、(3+1)次元の超空間群
2/
(
0
)00を仮定したRietveld解析によって、その変調構造を解明した。その結果、Na位置は、
軸及び
軸方向に大きく変調しており、周期的に欠損したサイトが存在すること、NaO
多面体には八面体型とプリズム型の2種類があり、これらが軸方向に23個単位で交互に連結していること、CoO層も軸方向に大きく波を打っていることなどがわかった。
CoOの結晶構造と熱電特性五十嵐 大*; 宮崎 譲*; 湯葢 邦夫*; 井川 直樹; 梶谷 剛*
no journal, ,
層間カチオンによる
CoO(=Ca, Sr, Ba)の結晶構造変化について、粉末中性子回折及び電子回折によって調べた。粉末中性子回折パターンを比較するとBa
CoOの002回折線は低角側に移動している。また、002と004回折線の間には層間Baの長周期構造に由来する回折線が観察された。本発表ではこれら層間の原子が作る規則配列と熱電性能の関係について議論する。
松本 紗也加*; 安居院 あかね; 桜井 吉晴*; 伊藤 正義*; 本間 慧*; 辻 成希*; 櫻井 浩*
no journal, ,
希土類-遷移金属(Dy-Co)合金膜において、X線磁気円二色性(XMCD)による元素・軌道別の磁化曲線(ESMH)は、膜全体の磁化曲線(VSM)よりも急激に変化することが報告された。一方、Tb33Co67垂直磁化膜において磁気コンプトン散乱によるスピン選択磁化曲線は、膜全体の磁化曲線と定性的に似た形状になることが報告された。本研究では、磁気コンプトン散乱実験によるTb43Co57合金膜におけるスピン選択磁化曲線測定と磁化測定を組合せ、スピン・軌道磁気磁化曲線の元素別測定をした。解析の結果、スピンと軌道の磁化曲線は形状が異なり、さらにTbとCoの元素別の磁化曲線も形状が異なることがわかった。
石井 保行; 大久保 猛; 神谷 富裕
no journal, ,
数100keVの集束プロトンビームを用いた微細加工に特化した小型プロトンビーム描画装置の開発を目指している。そのためには小型で高縮小率のレンズ系の開発が必要であり、これにこれまで原子力機構で開発してきた加速レンズによる集束原理を適用し、この加速レンズを二段に配置した二段加速レンズ系を使用する。これまでの研究により二段加速レンズとプラスマ型イオン源を組合せた数10keVガスイオンナノビーム形成装置を開発し、この二段加速レンズが200nm径以下のナノビームを形成するために十分な高縮小率レンズ系であることを実証してきた。本研究で開発する数100keV用のレンズ系では、この二段加速レンズ系の後段に最終レンズとしての加速管を配置することで、高エネルギー化しながらも、高縮小率で、コンパクトなレンズ系を構成することを目指した。発表では今回製作した高縮小率レンズ系について加速管の設計を中心に紹介するとともに、この加速レンズ系により形成される最終ビーム径に関して軌道計算を用いたシミュレーション結果についても言及する。
7表面の室温酸化のLEED, STM及び放射光XPSによるリアルタイム観察吉越 章隆; 寺岡 有殿
no journal, ,
Si(111)-77表面の室温酸化を放射光XPSによってリアルタイム観察し、Si酸化状態と77構造の共存を報告した。今回、表面形態(吸着サイトや形状)をリアルタイムLEED及びSTMを併用して調べ、酸化物と77構造の共存を確認したので報告する。
Co合金薄膜のB規則相の長距離規則度の評価とバルク散乱スピン非対称性土井 正晶*; 真野 知典*; 塩田 芽実*; 湯浅 裕美*; 武田 全康; 佐橋 政司*
no journal, ,
われわれは[Fe/Co]
単原子積層エピタキシャル薄膜(AML(Alternate Monatomic Layered))のCPP-GMR評価によるスピン伝導の解析を行い、高いバルク散乱スピン非対称性係数(=0.81)を示すことを報告している。このの増加はFe
Coの規則度に関係しているものと考えられる。そこで本研究では 中性子回折によるFeCo合金薄膜の長距離規則度を見積もり、高値との関係を考察することを目的として実験を行った。基板温度
=75Cで作製したAML[Fe/Co]のB規則度の評価を行った結果、AML[Fe/Co]のB規則度が0.7程度であることがわかった。この値は、スピン分極率と規則度の関係を調べたシミュレーション結果ともよく一致し、規則化によりバルク散乱スピン非対称係数が上昇したことが示された。講演において[FeCo/Cu]及びFeCo合金においても同様に規則度を見積もり、値と規則度との関係を考察する。
鈴木 将之; 桐山 博光; 大東 出; 岡田 大; 佐藤 方俊*; 吉井 健裕*; 玉置 善紀*; 前田 純也*; 松岡 伸一*; 菅 博文*; et al.
no journal, ,
レーザー駆動小型照射装置の開発には、小型,高繰り返し,高強度レーザーの開発が不可欠である。Yb系レーザー媒質は、半導体レーザーで励起が可能であり、かつ広い蛍光バンド幅を持つため、小型,高強度,高繰り返しレーザー実現の可能性を秘めている。一般に前置増幅器として再生増幅器が用いられるが、利得の狭帯域化,パルスコントラストが悪い。今回、われわれはこれらの問題を打開するために、光パラメトリック増幅器を用いた前置増幅器の開発を行った。高安定フェムト秒レーザー(波長1030nm, パルス幅200fs, 出力35mW, 繰り返し80MHz)発振器より発生したフェムト秒レーザーは、パルス伸長器でパルス幅1nsまで伸長される。Nd:YAGレーザーの第二高調波を励起源として、パルス伸張された波長1030nmのレーザーパルスの増幅を行った。その結果、入力エネルギー300mJのとき、10の7乗の利得、出力エネルギー6.5mJをスペクトル幅10.8nmで得た。パルス圧縮した結果、パルス幅230fsであった。本研究で開発した増幅器は、LD励起Yb:YAG CPAシステムの前置増幅器として有用であることがわかった。
岩本 直也; 小野田 忍; 大島 武; 児島 一聡*; 小泉 淳*; 内田 和男*; 野崎 眞次*
no journal, ,
炭化ケイ素(SiC)を用いた耐放射線性高エネルギー粒子検出器の開発の一環として、電子線照射によりSiCダイオードに放射線損傷を導入し、その前後における粒子検出特性の変化を調べた。n型6H-SiCエピタキシャル基板上にpnダイオードを作製、エネルギー100, 200, 500keV及び1MeVの電子線を110
/cm
照射した。電子線照射の前後において、放射性同位体
Amからのアルファ線(He, 5.486MeV)を用い、電荷収集効率(CCE)を評価した。また、ダイオードの容量(CV)測定を行い、エピ層の実効キャリア濃度(N
)を評価した。その結果、100keV及び200keVの電子線を照射した試料では、CCE及びNに大きな変化はなかった。一方、500keV及び1MeVの電子線を照射した試料では、CCEはそれぞれ93%及び77%に低下し、Nの減少も観測された。未照射及び200keV以下の電子線を照射した試料では、生成された電子正孔対が空乏層中の電界によって分離・ドリフトされ、効率的に収集されることから、高いCCEが得られたと考えられる。一方、Nが減少した試料では、空乏層中の電界強度が低下し、さらに、アルファ線入射により生成される高密度の電子正孔対によって電界強度は弱められるため、空乏層中での電子正孔対の再結合が起こり、CCEが低下したと考えられる。
山崎 竜也; 山崎 大; 朝岡 秀人; 田口 富嗣; 社本 真一; 豊島 安健*
no journal, ,
新機能物質を活用した高集積化デバイス構造の作製には、格子不整合を克服できる新たなヘテロエピタキシー法の開発が重要である。われわれはSi基板上にSrTiOを形成する際、そのテンプレートとなるSr層が、Si表面を水素終端しておくことにより、12%の格子不整合を克服してヘテロエピ成長することを既に報告したが、その具体的な界面構造、特に大きな格子不整合の克服に関して不明な点が多い。多重内部反射赤外分光(MIR-FTIR)法を用いたその場観察では、Sr蒸着量の増加に伴い界面H-Siの結合状態に変化が認められるが、水素の脱離などの可能性も考えられる。そこで中性子反射率(NR)法を用い、Srエピ終了後の完全に埋もれた界面の構造、特に水素の有無の確認を試みるため、中性子に対する散乱長の違いの大きいHとD(重水素)双方で同一の構造の試料をエピ成長させ、両者を比較した。その結果、NRプロファイルには埋もれた界面のHとDの散乱長の違いに由来すると考えられる明確な差異が認められ、モデルを用いたフィッティングともおおむね整合したことから、埋もれた界面での水素の存在、すなわち、水素がこのヘテロエピ界面の重要な構成要素であることが示唆された。
佐々木 明; 西原 功修*; 砂原 淳*; 西川 亘*; 小池 文博*; 古河 裕之*
no journal, ,
EUVリソグラフィ用光源及びUVからX線領域の光源として応用される、放電プラズマの輻射特性の正確な評価を目的とした、原子過程モデルの研究の状況,波長13.5nm域の輻射放出・吸収係数のスペクトルプロファイルの改良について述べる。発光に寄与の多い、Snの10価前後のイオンの共鳴線と内殻サテライト線の波長を、実験結果と比較し補正を行うことで、発光スペクトルがよく再現されるようになることを示す。また、最近の粒子シミュレーションによる知見をもとに、放電の複雑な時間変化や構造形成の解析及びその適切なモデル化方法について議論する。放電現象を、媒質の電離に伴う相転移現象と考え、パーコレーションモデルを用いて、放電閾値や放電開始の確率などを計算した結果を報告する。