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荻原 徳男
Journal of the Vacuum Society of Japan, 54(3), p.188 - 191, 2011/03
Generation of radial gas flow by rotating a combination of parallel disks and screens has been investigated by Monte Carlo simulation. This time, we studied the radial gas flow from the rotor which has 2 different structures: the inner part of the rotor is composed of the parallel disks, while the outer part is made up of the parallel disks with the screens. The rotor, which has the outer part with the special off-center screens, was found to have both a large pumping efficiency greater than 0.5 and a large compression ratio greater than 10
with a velocity ratio 
/
of 2, where is the mean velocity of the gas molecules and is an additional circumferential velocity due to rotation.
荻原 徳男; 引地 裕輔; 宇野 健司*
Journal of the Vacuum Society of Japan, 54(3), p.162 - 165, 2011/03
A Pirani type vacuum gauge with Pt wires has worked well in monitoring the back pressure of a turbo-molecular pump at the Japan Proton Accelerator Complex (J-PARC) 3-GeV Rapid Cycling Synchrotron (RCS). However, the error in pressures of around 5
10
-10 Pa was rather large, because the change in output was very small. An attempt was made to achieve more accurate pressure measurement by modifying the thermal conductivity due to the natural convection flow with the shape of the envelope. The experimental results showed that the pressure range with the large change in output per relative change in pressure expanded to lower pressure when the inner diameter of the envelope increased. For envelopes with an inner diameter of 72 mm, the change 
d 
/d was greater than 50 mV in the pressure from 1.510 Pa to atmospheric pressure, while the change d /d was less than 20 mV in the pressure less than 210 Pa for the envelopes with an inner diameter of 34 mm. Thus more accurate pressure measurement near 10 Pa was realized with this large envelope.
橋之口 道宏*; 角本 雄一*; 戸出 真由美; 岡田 美智雄*; Harries, J.; 寺岡 有殿; 笠井 俊夫*
no journal, ,
本研究では、超熱酸素分子線と放射光光電子分光を用いて、TiAl表面酸化反応を調べた。酸化の効率は、入射する酸素分子の並進エネルギーの増加に伴い減少した。また、反応により生成したAl
O
, TiOやTiO等の酸化物の生成比は、並進エネルギーに影響されないことが示された。これらの結果は、酸素分子が表面に分子状吸着した後に解離する前駆体を経由する過程でおもに反応が進行していることを示唆している。
7表面の室温酸化に伴う酸化状態と表面形状の相関吉越 章隆; 寺岡 有殿
no journal, ,
放射光リアルタイムXPSにLEED及びSTMを併用し、Si(111)-77の室温酸化に伴う酸化状態と表面形態の関係を明らかにした。Si
酸化状態が観察され始める暴露量付近で、放射光XPSにはレストアトム成分が観測され、LEEDでは77構造を示唆する回折スポット、STMでは酸化物を示唆する白い輝点とともに77に類似の周期構造が観測された。酸化物の島状成長を示唆する結果を得た。
7表面の室温酸化における酸素分子の並進運動エネルギーに依存した表面形状吉越 章隆; 寺岡 有殿
no journal, ,
酸素分子の並進運動エネルギーに依存したSi(111)表面の形状の違いをSTMによって観察した。並進運動エネルギーを0.06eV及び2.2eVとした飽和吸着時の300nm300nmにはステップとテラスが観測された。テラス上には77構造は観察されず、ランダムに分布する凸凹が観察された。2.2eVでは、大きく明るい凸部分が観測され酸化物成長の促進が示唆された。
大場 弘則; 佐伯 盛久; 江坂 文孝; 横山 淳
no journal, ,
エキシマレーザー(308nm)とNd:YAGレーザー(1064nm)の2つのパルスレーザー光を真空中でh-BNターゲットに照射し、プラズマの特性とh-BN薄膜作製状況を調べた。紫外レーザー光と近赤外レーザー光をある時間差を与えて照射するとBとNイオンの価数と密度が制御できることが見いだされた。制御されたBとNイオンを用いて室温で成膜すると、不純物が少なく、ターゲット組成にほぼ等しい化学量論組成のh-BN薄膜が作製できることがわかった。
望月 出海; 深谷 有喜; 河裾 厚男
no journal, ,
Ge(001)面に1/4原子層のPtを吸着させると、単原子幅の一次元原子鎖構造が形成する。この原子鎖における金属-絶縁体転移や擬一次元的な物性の解明が求められる。一方で原子配置についても議論されており、Pt原子鎖やGe原子鎖モデルが理論的に提案されているものの、実験的な検証に乏しいのが現状である。本研究では、最表面構造に敏感な反射高速陽電子回折(RHEPD)を用いて、Pt/Ge(001)表面のRHEPDロッキング曲線を測定し、動力学的回折理論に基づいた一次元原子鎖の構造解析を行った。Pt/Ge(001)表面のロッキング曲線は、Ge(001)表面のものと比べて視射角2
3度付近の鏡面反射強度が大きくなった。これは原子鎖構造の形成に起因した変化と考えられる。このロッキング曲線を用いた構造解析と理論モデルとの整合性、また低温で観測される相転移について議論する。
-B表面の構造と相転移の研究深谷 有喜; 望月 出海; 河裾 厚男
no journal, ,
高濃度B原子ドープSi(111)表面上へのK原子吸着により発現するK/Si(111)--B表面は、モット絶縁体表面の典型例として知られている。最近この表面が、270K以下で
構造に相転移することが報告され、バイポーラロンを生成する絶縁体表面の可能性が示唆されている。これまでに、K/Si(111)-B表面の電子状態は詳細に調べられているが、原子配置は実験的に決定されていない。本研究では、モット絶縁体表面の原子配置を決定するために、反射高速陽電子回折(RHEPD)を用いて、K/Si(111)-B表面からのロッキング曲線を測定し、動力学的回折理論に基づく強度解析を行った。測定したロッキング曲線には、全反射領域の1.3
付近において、K原子の吸着により発現したディップ構造が明瞭に観測された。さらに、K原子を吸着する前のロッキング曲線と比較すると、111ブラッグ反射のピーク位置が低角側に大きくシフトしていることがわかった。この結果から、K原子からSi(111)--B基板への電荷移動により、結晶のポテンシャルが大きく変化したと考えられる。講演では、強度解析により決定したK原子の原子配置と-構造相転移に伴う原子変位についても報告する。
薮内 敦; 前川 雅樹; 河裾 厚男; 長谷川 繁彦*; Zhou, Y.*; 朝日 一*
no journal, ,
GaCrN希薄磁性半導体のMBE成長では、二次相の析出を抑制しつつ高濃度にCrを添加するために低温成長が重要となっている。しかし低温成長では、膜中への格子欠陥の導入が問題となる。本研究ではMBE成長GaCrN薄膜中の空孔型欠陥構造の成長温度依存性及びSi添加効果について調べた。MOCVD-GaNテンプレート基板上に、MBE法を用いて成長温度700Cもしくは540CでGaCrN薄膜を作製した。それぞれの成長温度について、GaCrN層にSiドープした試料及びアンドープ試料を作製した。これら4種類のGaCrN試料について陽電子消滅
線スペクトルを計測した。その結果、低温成長アンドープGaCrNでは空孔型欠陥の存在を示す陽電子消滅パラメータの増大が観測された。さらにSiドープにより陽電子消滅パラメータの低減が見られた。第一原理計算から求めたGaN中の各種欠陥での消滅線スペクトル形状との比較より、低温成長アンドープGaCrN薄膜中にはV
-V
程度のサイズの空孔クラスターが導入されていることがわかった。また、Siドープ試料で陽電子消滅パラメータが低減したのは空孔クラスター濃度が低下したためではなく、膜中に導入される欠陥種が、N空孔関連欠陥に変化したためであることを明らかにした。
2単一ドメイン表面上の有機分子薄膜形成横山 有太*; 山田 洋一*; 朝岡 秀人; 佐々木 正洋*
no journal, ,
Si(110)表面は162構造という特異な一次元的長周期再構成構造を有し、表面準備条件を最適化することで非常に広範囲に渡る単一ドメインを実現することができる。この表面の優れた一次元性はナノワイヤ等のテンプレートとしての利用が期待されるが、そのようなナノ構造創成は未だ実現されていない。本研究では、この表面に有機分子を蒸着することで低次元ナノ構造の創成を目指し、各種分子の吸着形態をLEED及びSTM/STSにより計測した。その結果、低被覆率においては、有機分子は162構造の幾何的に高い部分へやや優先的に吸着することがわかった。しかし高被覆率では、表面全体へ吸着が起こり、一次元構造の形成には至らなかった。一方で、このように形成された単分子膜は基板構造を反映した一次元の凹凸構造を有することがわかった。この凹凸は単分子膜に一軸歪を生じさせ、膜の電子状態が異方性を示す可能性がある。
戸出 真由美; Harries, J.; 寺岡 有殿; 吉越 章隆
no journal, ,
水素の熱脱離特性と表面皮膜の関連を研究するために、熱処理による表面皮膜の変性過程を高分解能軟X線放射光光電子分光分析によって調べた。実験はSPring-8の原子力機構専用軟X線ビームライン(BL23SU)に設置した表面反応分析装置(SUREAC2000)を用いて行った。373K-1073Kまでフラッシュ加熱したVCrTi及びTiFeの放射光光電子分光分析(SR-XPS)を室温で行った。非重水素TiFeでは、573Kで加熱すると光電子スペクトルが変化している。重水素化したTiFeでは、423Kでの加熱で光電子スペクトルが変化している。重水素イオンを注入することで、自然酸化膜の熱変性温度が150度程度低温側にシフトすることが観測された。
の有効減衰長(EAL)と非弾性平均自由行程(IMFP)計算値の比較井上 敬介*; 寺岡 有殿; 神農 宗徹
no journal, ,
有効減衰長EALは、X線光電子分光(XPS)を用いて薄膜の膜厚を求めるときに必須のパラメーターである。EALは実験的に求められていないことが多く、非弾性平均自由行程(IMFP)の計算値が代用される。今回SiOのEALを放射光エネルギー480-800eVの範囲で放射光光電子分光(SR-XPS)を用い測定した。実測したEALの値はIMFP計算値とは異なる値となった。
穂積 英彬*; 加賀 利瑛*; 小川 修一*; 吉越 章隆; 石塚 眞治*; 寺岡 有殿; 高桑 雄二*
no journal, ,
Si
Ge
及びSiC混晶層表面の酸化速度及び酸化反応中のGeとC原子の挙動をリアルタイムXPS測定し、両混晶層表面での酸化過程の違いについて調べた。実験はSPring-8のBL23SUの表面化学反応解析装置で行った。773Kにおける初期表面酸化速度はSi表面と比べてSiGe混晶層表面では減少し、SiC混晶層では増加した。どちらもSi原子のみが酸化され、CとGeは全く酸化されなかった。このときC原子は濃縮されて3C-SiCを形成し、Ge原子はSi基板側に拡散することが示唆された。この現象は、酸化誘起歪みによってC及びGe固溶度の増加し、酸化誘起歪みによる点欠陥発生を介してCとGe原子の拡散が起るモデルを用いて説明できる。
穂積 英彬*; 山口 尚登*; 加賀 利瑛*; 江田 剛輝*; Mattevi, C.*; 小川 修一*; 吉越 章隆; 石塚 眞治*; 寺岡 有殿; 山田 貴壽*; et al.
no journal, ,
酸化グラフェンの加熱還元過程における化学結合状態の時間変化を明らかにするため、ハマー法によって形成した酸化グラフェンのアニールによる還元過程をリアルタイム光電子分光で観察した。実験はSPring-8のBL23SUの表面化学反応解析装置で行った。473K, 673K, 873K, 1073Kと加熱温度を上昇させながらXPS測定を行った。C1s光電子スペクトルのピーク分離解析から、sp
グラフェン成分と
-
遷移による損失ピークの強度が温度上昇とともに比例して増加することがわかった。このように加熱によりグラフェン成分と欠陥成分が比例して増えることから、酸化グラフェンの還元反応によってグラフェンシートに欠陥が形成され、この欠陥により電気伝導度の復活、すなわち、フェルミエッジの出現を導くことが示唆された。
橋之口 道宏*; 角本 雄一*; 戸出 真由美; Harries, J.; 岡田 美智雄*; 寺岡 有殿; 笠井 俊夫*
no journal, ,
本研究では超熱酸素分子線と放射光光電子分光を用いてTiAl表面酸化反応を調べた。酸化の効率は入射する酸素分子の並進エネルギーの増加に伴い減少した。また、反応により生成したAlO, TiOやTiO等の酸化物の生成比は並進エネルギーに影響されないことが示された。これらの結果は酸素分子が表面に分子状吸着した後に解離するという前駆体を経由する過程でおもに反応が進行していることを示唆している。
