Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
西本 究*; Tang, J.*; 小川 修一*; 吉越 章隆; 石塚 眞治*; 渡辺 大輝*; 寺岡 有殿; 高桑 雄二*
no journal, ,
Si(111)-7
7表面酸化では準安定吸着酸素分子(O
)が長い寿命を持ち、Si(001)-21表面酸化とは異なる酸化反応様式を示すことがわかっている。本研究ではSi(111)-77表面室温酸化過程におけるO分子の挙動を解明するため、酸素吸着曲線、仕事関数、バンドベンディング、OとSi原子の化学結合状態を光電子分光によりリアルタイム観察した。Oガスの供給停止後に酸素吸着状態が顕著に変化することがO2pとO1s光電子スペクトルから観察され、また、仕事関数も変化することから、O分子が解離してシリコン表面内部に潜り込み、酸化状態が分子状吸着からバックボンド酸化状態に変化することがわかった。
大野 真也*; 安部 壮祐*; 兼村 瑠威*; 三浦 脩*; 成重 卓真*; 井上 慧*; 百瀬 辰哉*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 尾形 祥一*; et al.
no journal, ,
Siナノワイヤトランジスタ等の3次元構造を持つMOSFETにおいてはさまざまな面方位のSiO/Si界面が存在する。このため、Si高指数面上に形成される極薄酸化膜の構造や電子状態の詳細な理解が求められている。本研究では、SPring-8 BL23SUの表面化学実験ステーション(SUREAC2000))において酸化過程のリアルタイム光電子分実験を行った。熱酸化過程については基板温度を340Kから920Kとした。分子線酸化過程については並進運動エネルギーが1.12eVから2.32eVの超音速分子線を用いて初期酸化反応を研究した。その結果、820KにおいてはSi(113)ではO1s光電子スペクトルの高結合エネルギー成分(HBC)の強度が顕著に減少することがわかった。この傾向は熱酸化と分子線酸化のすべての条件で共通している。このHBC強度の減少はSi(113)面において歪んだSi-O-Si結合が形成されやすいことに対応する。また、熱酸化ではSi
状態が支配的であるのに対して、室温で行った分子線酸化ではSi
状態が支配的となる現象を見いだした。
/Geスタックの熱処理による構造変化秀島 伊織*; 田中 亮平*; 箕浦 佑也*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 細井 卓治*; 志村 考功*; 渡部 平司*
no journal, ,
本研究ではAl/HfO/GeO/Ge構造を作製し、熱処理による構造変化を放射光光電子分光法によりその場分析した。熱処理前にGe3sスペクトルおいて基板のGeよりも低結合エネルギーにAl-Ge結合に帰属すると考えられる成分を見いだした。Ge3sスペクトルのGe酸化物成分及びAl-Ge成分の熱処理温度依存性の結果から、300
C以上の熱処理でAl電極中へGeO分子が拡散し、Al-Ge結合が増大すると解釈した。
大場 弘則; 利光 正章; 佐伯 盛久; 田邉 里枝*; 伊藤 義郎*; 若井田 育夫
no journal, ,
液体を対象にしたレーザー誘起ブレークダウン分光(LIBS)分析において、簡素化して高感度な分析を行うために付加的機器やキャリアガス等用いない連続液体フロージェットの気液界面をLIBSに適用することを検討している。本研究では、液柱フロージェットと液体シートフロージェットについて、ナトリウム水溶液を用いて発光スペクトルやレーザー照射時のフロー液体形状変化を観測してそれぞれのLIBS特性を比較した。その結果、液体シートフローの場合では発光スペクトルが液柱フローに比べて5倍以上強く高感度分析が可能なことがわかった。検出限界は、液柱フローでは1.4ng/mLであったが、これに対して液体シートフローを用いた場合は1.1ng/mLの値を得た。また、フロージェット形状の観測によりレーザー照射時の水溶液の飛沫の飛散方向に大きな違いがあることが確認され、これが感度に寄与していると考察した。
久保田 正人; 赤星 大介*
no journal, ,
層状マンガン酸化物の高ホール濃度側における電荷・軌道秩序の物性を明らかにするために、Mnの吸収端エネルギーを用いて測定を行ったところ、サテライトピークが観測された。温度変化測定により、電荷秩序転移温度以下でサテライトピーク強度が増大することがわかった。サテライトピークの線幅は、低温においても有限の大きさであり、電荷秩序が短距離相関に抑制されていることが明らかになった。電荷秩序転移温度が室温付近と高いにもかかわらず、電荷秩序の相関が短いのは、軌道の自由度が存在することにより、競合状態が低温で生じているためと考えられる。
長尾 悠人; 山口 充孝; 河地 有木; 藤巻 秀; 神谷 富裕; 武田 伸一郎*; 渡辺 伸*; 高橋 忠幸*; 鳥飼 幸太*; 荒川 和夫*; et al.
no journal, ,
医学・生物学における生体内トレーサイメージングへ応用するコンプトンカメラでは、その近傍に存在するRIトレーサの分布を定量的に表現できることが不可欠である。このため、本研究では、それに必要な画像再構成手法の開発を進めている。画像再構成にLM-ML-EM法を用いるとき、対象領域からの
線に対する検出効率分布の算出は、イメージングの定量性に大きな影響を及ぼす。特に、カメラ近傍では検出効率の空間的な変化が大きいため、その重要度はより顕著である。本研究では、線のエネルギーや検出器との相互作用断面積といった物理的条件を考慮して検出効率分布を算出する手法を独自に開発した。等間隔に等強度の点線源を配置した場合のシミュレーションを実施し、本開発手法を用いて画像再構成した。この結果、広い領域に渡って均一な線源強度を示す画像が得られ、本手法の有効性が示された。さらに、コンプトンカメラを用いて、実際に非密封線源で製作したファントムの撮像を試みた。
センターとSiC高エネルギー粒子検出器の電荷収集効率の関係岩本 直也; Johnson, B. C.; 星乃 紀博*; 伊藤 雅彦*; 土田 秀一*; 児島 一聡*; 大島 武
no journal, ,
六方晶炭化ケイ素(4H-SiC)のキャリアライフタイムキラー欠陥として知られるZセンターと、4H-SiC高エネルギー粒子検出器の電荷収集効率の関係を明らかにすることを目的に研究を行った。高エネルギー粒子検出器として4H-SiCダイオードを使用した。このダイオードに1MeVの電子線を110
cm
照射することでZを含む放射線誘起欠陥を形成した。電子線照射したダイオードに対して、100Cから300Cで熱処理を行い電荷収集効率と欠陥の変化を調べた。初期値が100
であった電荷収集効率は、電子線照射後に78に低下した。このとき、EH
, Z, EH
の3種類の欠陥が形成されていることが確認された。300Cまでの熱処理によって電荷収集効率は93まで回復し、EH及びEHの欠陥は消滅した。一方、Zは、電子線照射後から300Cまでの熱処理の間でほとんど変化しない。以上のことから、電子線照射によって低下した電荷収集効率のうち、300Cでの熱処理後も回復していない成分(およそ1/3)がZによる影響であると考えられる。
越水 正典*; 田口 光正; 倉島 俊; 浅井 圭介*
no journal, ,
原子炉内の核反応やホウ素中性子捕捉療法等で用いられる熱中性子の検出には、検出器内部材料の(n,
)反応により生じた線によるシンチレーション現象が利用されている。バックグラウンドとして線が存在する環境において中性子を検出するためには、ナノ秒あるいはサブナノ秒の時間領域において線照射時とは異なるシンチレーション減衰を示す材料を開発することが重要である。そこで、TIARA施設AVFサイクロトロンからのビームをチョッパーにより数ナノ秒のシングルパルスに成形し、シンチレーション材料からのシンチレーションを光電子増倍管により時間分解で検出可能なシステムを構築した。プラスチックシンチレータへの20MeV H及び220MeV Cイオン照射では半値幅5-6ナノ秒のシンチレーションが観測され、本システムが1-2ナノ秒程度の時間分解能を有することが確認された。
田村 崇人*; 小松原 彰*; 寺地 徳之*; 小野田 忍; 大島 武; Christoph, M.*; Naydenov, B.*; McGuinness, L.*; Jelezko, F.*; 品田 賢宏*; et al.
no journal, ,
量子情報通信において有望な系の一つに挙げられるダイヤモンド中のSiVセンター(シリコンと原子空孔からなる発光センタ)の作製に関する研究を行った。早稲田大学が開発した数十keV級低エネルギー単一イオン注入技術を用いて、狙った位置にSiイオンを1個ずつ注入するとともに、その位置に同時に形成される空孔欠陥を再結合させることで、SiVセンターを作製した。作製したSiVセンターの共焦点顕微鏡像を観察したところ、狙い通り500nm間隔でSiVセンターの規則配列が形成されていることがわかった。さらに、注入イオン数に対する発光センターの生成数を調べた結果、1スポットあたりの注入イオン数が100個の領域においてSiVセンターからの発光が確認され、SiVセンターの生成収率が1%以上であることが明らかとなった。
田中 保宣*; 小野田 忍; 大島 武
no journal, ,
東日本大震災では東京電力福島第一原子力発電所(東電福島第一原発)の原子炉が壊滅的なダメージを受け、一刻も早くその作業環境が改善されることが望まれる。最近では、無人ロボットを活用したセンシングやがれき撤去作業等が試みられているが、このような無人ロボットは当然のことながら電動制御されており、そこには必ず半導体が活用されている。本研究では原子力用耐放射線性半導体デバイスの開発を目指し、半導体材料として一般的なSi(シリコン)よりも高い耐放射線性が期待できるSiC(炭化珪素)のトランジスタに対して、10MGyまでの線照射を行った。さらに、本トランジスタを回路に組み込み、直流モーターを駆動させながら、SiCトランジスタに線を照射する実験を行った。その結果、数MGyという高放射線環境下での動作を確認でき、その高い耐放射線性を実証した。
梅田 享英*; 佐藤 嘉洋*; 荒井 亮*; 岡本 光央*; 原田 信介*; 小杉 亮治*; 奥村 元*; 牧野 高紘; 大島 武
no journal, ,
耐放射線性半導体素子への応用が期待される炭化ケイ素(SiC)半導体のデバイス特性の向上に資する研究の一環として、金属-酸化膜-半導体 電界効果トランジスタ(MOS FET)の酸化膜-半導体界面に発生する欠陥を電流検出電子スピン共鳴(EDMR)を用いて評価した。C面六方晶(4H)SiC上に化学気相法によりエピタキシャル膜を成長し、水蒸気及び水素処理を用いてゲート酸化膜を形成することでMOSFETを作製した。その後、4H-SiC MOSFETは界面欠陥を導入するために、室温で線照射を行った。EDMR測定を行い界面欠陥を調べたところ、1000ppmを超える非常に強い信号が観測された。デバイスの動作状態と信号強度の関係を調べることで、この信号は価電子帯近傍に準位を持つ界面欠陥であると決定できた。さらに、欠陥構造に関する知見を得るために炭素同位体(
C)の超微細相互作用を調べたところ、この界面欠陥は炭素原子が関与することが判明した。
佐々木 明
no journal, ,
次世代半導体リソグラフィ用EUV光源の短波長化や高効率化に関する、プラズマの原子,輻射過程や、流体力学的な特性について考察する。プラズマの詳細な原子過程のモデリングにより、SnプラズマのEUV発光スペクトルはよく再現されるようになった一方、プラズマの空間プロファイルの形成過程の取り扱いについてはまだ不確定性がある。初期に固体であったターゲット物質がプラズマ化する過程の原子過程,状態方程式や、数値モデリング手法について議論する。
坂井 陽介*; 湊 春奈*; 石原 康平*; 富田 英生*; 河原林 順*; 井口 哲夫*; 中 竜大*; 浅田 貴志*; 森島 邦博*; 中野 敏行*; et al.
no journal, ,
高線環境下での中性子スペクトル測定手法として、新型原子核乾板とそのデータ処理方法を開発している。荷電粒子の3次元飛跡を記録できる原子核乾板を用いた高速中性子測定では、乾板中の水素原子核と中性子の弾性散乱によって生成される反跳陽子の飛跡を解析することで、入射中性子エネルギースペクトルなどの情報が得られる。そこで、原子核乾板内反跳陽子飛跡の高速自動解析法の開発を行っている。14MeV中性子を用いた基礎実験により、目視と自動解析により得られた反跳陽子飛跡長分布がモデル計算結果とおよそ一致することを確認した。
錦野 将元; 長谷川 登; 富田 卓朗*; 南 康夫*; 武井 亮太*; 石野 雅彦; 寺川 康太*; 江山 剛史*; 高吉 翔大*; 河内 哲哉; et al.
no journal, ,
近年、リップル形成やナノアブレーションなどのフェムト秒レーザーアブレーションに関する興味深い現象が数多く報告されているが、その基礎的なメカニズムは理解されていない。このような現象は基本的にはマルチパルス照射によって引き起こされるものであるが、その基礎過程を理解するためには、まずは単一パルス照射によって引き起こされる過程を理解することが重要である。われわれはプラズマ励起軟X線レーザー(波長13.9nm)による軟X線干渉計を用いたアブレーションフロントの膨張過程の観測、及び軟X線反射率計測からアブレーションフロントの表面状態についての計測を開始している。ガウス型の強度分布を持ったフェムト秒チタンサファイアレーザー光(波長795nm)をポンプ光とし、局所フルエンスに対するアブレーションダイナミクスの依存性を明らかにすることを試みている。講演では、白金表面の干渉計測で得られたアブレーション初期過程の表面変化について講演を行う。
松本 吉弘; 圓谷 志郎; 大伴 真名歩; 楢本 洋*; Avramov, P.; 境 誠司
no journal, ,
グラフェンへのスピン注入効率を大きく左右するグラフェン/強磁性金属(FM)電極界面の磁気状態の解明を目的に、Ni(111)薄膜上に単層グラフェン(SLG)をエピタキシャル成長させた二層構造についてサブ・ナノメーターオーダーの深さ分解能を持つX線磁気円二色性(XMCD)分光解析を行った。Ni L端励起XMCD測定からSLG/Ni界面近傍に存在するNi原子層において垂直磁気異方性(PMA)が生じていることが明らかとなった。またPMAの発現にはC-Ni間に生じる
-d混成が大きく関与していることも明らかとなった。C K端励起XMCD測定からは共鳴励起状態において強いXMCD信号を室温下で検出することに成功した。これは界面近傍に存在するNi原子の磁化によりグラフェン中にスピン偏極が誘起されたことによるものと推察される。
-FeSi薄膜製作における照射の影響濱本 悟*; 山口 憲司; 北條 喜一
no journal, ,
イオンビームを利用した高配向-FeSi薄膜製作時に問題となる基盤温度(700Cと650C)とスパッタ処理(ES)時の照射条件(加速電圧: 3keV、照射量: 3.710から3.710
Ne/cm
)の影響についてRHEEDとAFMで表面形態を、XRDで薄膜形態を調べた。その結果、スッパッタ処理(基板処理)と焼鈍を併用した基板洗浄実験においては、すべての条件でシリコン基板表面のSi(100)-21構造が観察された。さらに、成膜においては、基板温度700Cの場合、3keV, 3.710Ne/cmでほぼ-FeSiの単相膜になることがわかった。また、基板温度650Cでは、照射量の増加とともに結晶性が悪くなることを明らかにした。これらの結果から、基板温度が700Cで高いES条件の場合、FeとSiの相互拡散が非常に大きく、高温安定相である相や基板に配向関係がないの成長が抑制されたものと考えられる。その抑制機構に関しては現在検討中である。
横山 有太; 魚住 雄輝; 朝岡 秀人
no journal, ,
本研究では、長周期1次元構造を有するSi(110)-162再構成表面上へGeを真空蒸着することで、新奇Si-Geナノ構造の作製を目指した。室温の表面へGeを1原子層ほど蒸着した後、約700Cで加熱することで、基板のSi(110)-162構造とは異なるストライプ構造を持つ再構成表面が形成された。これは、表面のSi原子とGe原子がミキシングを起こしたSi-Geによる構造であると考えられる。また、この構造はこれまでに報告されているSi(110)表面上Si-Ge構造とも異なることから、新しい再構成構造であるといえる。この構造は1次元異方性を有することから、本表面上へ作製した薄膜への異方的ストレス印加が期待される。
石井 保行; 大久保 猛; 三宅 善信*; 神谷 富裕
no journal, ,
イオンビームの加速と集束を同時に行う小型マイクロビーム形成装置の開発では、既存の2段加速レンズの後段に、新しく300kVの加速管を付加することで3段加速レンズ系を構築した。今回、このレンズ系の動作を確認するため、ビーム集束実験を行い、ビーム径の測定値と計算値とを比較した。実験では放電やノイズを避けるため、加速管の電圧を150kV以下とし、この電圧での計算による焦点位置(加速管の下流の83mm)で、電圧を微小変化させてビーム径を測定した。この結果、ビーム径の測定位置と像点距離が一致する電圧でビーム径は最小の17
mとなり、この前後の電圧で、ビーム径は増大した。この結果は、理論による計算値と良い一致を示し、開発した3段加速レンズ系が設計通りに機能することがわかった。
西尾 太一郎*; 平井 雄也*; 清水 秀樹*; 小野 正雄; 岡安 悟; 緒方 裕大*; 真下 茂*
no journal, ,
超伝導体研究における究極の目的の一つは室温超伝導体の合成である。しかし銅酸化物高温超伝導体の発見から25年以上たつが、この目的が達成される見込みは未だに立っていない。われわれは、極限環境下での超伝導体の振る舞いが超伝導転移温度を上げるための一つヒントになるのではないかと考えている。多くの超伝導体では高圧下において結晶に歪が生じ、超伝導転移温度が上昇することが知られている。極限状態によって引き起こされた結晶の歪は、超伝導転移温度の上昇において重要な因子であると考えられる。力学的物質・スピン制御研究グループは、静水圧力と一軸圧力以外の第三の方法、つまり超重力場によって超伝導体の結晶を歪ませることに注目している。加熱した試料を10
G以上の超重力場の下に置くと、重い原子が重力方向に移動し、軽い原子が反対方向に移動する。そのまま試料を冷やすとその状態が凍結される。この方法によってこれまでと異なるタイプの歪を引き起こすことが可能である。「超重力場によって超伝導体を歪ませ、それによって超伝導特性にどのような変化が引き起こされるか」という研究内容について紹介する。
神津 美和; 高橋 正光; Hu, W.; 仲田 侑加*
no journal, ,
金属液滴を触媒として用いるVapor-Liquid-Solid(VLS)成長機構を利用して作製したIII-V族半導体ナノワイヤは成長条件によって基板の結晶構造である閃亜鉛鉱型構造(ZB)のほかウルツ鉱型構造(WZ)や4H, 6Hといった構造多形をとることが報告されている。しかし構造変化の要因は充分に明らかにされていない。今回、われわれはナノワイヤ成長中断時にWZからZBへ構造が変化することを発見したので報告する。ZB, WZそれぞれのピークはGa供給開始とともに強度は増加し、Ga供給を中断させるとWZの強度は減少しZBの強度はさらに増加することが見いだされた。また、それぞれの回折強度の変化の成長速度依存性を調べたところ、ZB、WZともに構造の変化に成長速度依存性が確認された。構造変化が最も顕著成長速度においてナノワイヤを成長させると、構造多形が多く含まれた結晶性の悪いナノワイヤが成長したことが確認された。