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口頭

超小型AMS装置に向けて発案した表面ストリッパーの解離能力の検討,3

松原 章浩; 藤田 奈津子; 木村 健二

no journal, , 

炭素-14専用超小型AMS装置の主要技術である表面ストリッパーの実用性を数値的に評価した。ストリッパーは$$^{14}$$Cの測定を妨害する$$^{12}$$CH$$_{2}$$や$$^{13}$$CH等の分子を解離するための要素技術である。一連の検討では、数十keVの$$^{13}$$CHが数度の入射角で単結晶表面に入射し、表面電子との衝突により解離するというモデルを用いている。今回は$$^{13}$$CHの分子軸の方向がランダムに分布しているものと想定し、$$^{13}$$CとHの個々に作用する表面ポテンシャル力の和より$$^{13}$$CH分子の重心の鏡面反射軌道を求め、これを残存率の計算に用いた。この結果、得られた$$^{13}$$CHの残存率は、実用上必要な10$$^{-12}$$を十分下回ることが分かった。これは表面ストリッパーが十分な解離能力を備えることを示唆するものである。

口頭

JAEA-AMS-TONOにおける加速器質量分析装置に関する研究開発; 2020年度

藤田 奈津子; 松原 章浩; 三宅 正恭*; 西尾 智博*; 小川 由美*; 木村 健二; 渡邊 隆広; 國分 陽子; 島田 顕臣

no journal, , 

日本原子力研究開発機構東濃地科学センター土岐地球年代学研究所では、地質環境の長期安定性に関する研究における年代測定及びその技術開発に加速器質量分析装置(Accelerator Mass Spectrometer: AMS)を使用している。現在、東濃地科学センターにはAMSが3台あり、うち年代測定の実試料測定用に2台、AMSの技術開発用に試験装置が1台ある。発表では2020年度のこれらの装置にかかわる研究開発状況ついて報告する。

口頭

水素ポンピング法によるグラフェン-金属ヘテロ電極を用いた水素同位体ガスの分離

保田 諭; 松島 永佳*; 朝岡 秀人; 福谷 克之*

no journal, , 

本研究では、パラジウム薄膜をグラフェン膜に蒸着したグラフェン-パラジウム電極触媒を用い、水素ポンピング法を適用することでグラフェンが水素同位体ガスの分離能に与える影響について検証した。グラフェン-パラジウム電極と白金微粒子の電極からなる膜複合体を作製し、水素ポンピング法により水素同位体ガスの分離能を評価した結果、パラジウム電極のみと比べ、グラフェン-パラジウム電極では水素同位体分離能が向上することが分かった。

口頭

都市大タンデムの現状; WDS-PIXEとIBILの開発

羽倉 尚人*; 渡部 創

no journal, , 

東京都市大学・原子力研究所(川崎市麻生区)の1.7MVペレトロン・タンデム加速器(都市大タンデム)は2018年5月に運転を開始した。2020年度よりPIXE分析のエネルギー分解能を飛躍的に向上させる手法として、画像処理技術を伴った波長分散型PIXE(WDS-PIXE)システムの開発を実施している。本発表ではWDS-PIXEの開発状況、および同時に測定が可能なEDS-PIXEや、荷電粒子誘起発光分光(IBIL)測定について紹介する。

口頭

東京電力ホールディングス(株)福島第一原子力発電所燃料デブリ等分析について

逢坂 正彦

no journal, , 

福島第一原子力発電所の廃炉作業を安全かつ着実に進めるニーズの観点で、燃料デブリの取出し,保管管理,処理処分及び事故原因の究明においてどのような課題があるのか、その課題を解決するためには燃料デブリについて何をどのように分析すればよいのかについて検討し、推奨としてまとめた結果を講演する。

口頭

SiO$$_2$$/Si(001)界面のバンドベンディングへの酸素と放射光のON-OFF効果

津田 泰孝; 小川 修一*; 吉越 章隆; 坂本 徹哉; 高桑 雄二*

no journal, , 

Siドライ酸化によるナノ領域でのSiO$$_2$$膜成長で見られる自己停止酸化,層状酸化,初期増殖酸化などを説明できる「点欠陥発生を介した統合Si酸化反応モデル」が提案された。このモデルでは酸化誘起歪みによる点欠陥発生(emitted Si atom + vacancy)とキャリア捕獲による空孔の化学的活性化が重要な役割を担っている。SiO$$_2$$/Si界面の欠陥準位でのキャリア捕獲はバンドベンディングの変化$$Delta$$BBと結びついている。そのため本研究ではO$$_2$$ ON-OFFと放射光ON-OFFにともなうSiO$$_2$$/n-Si(001)界面での$$Delta$$BBを、酸化状態,歪みSi原子と一緒にXPSで観察し、空孔でのcarrier trapping (V0 + electron $$rightarrow$$ V-)とcarrier detrapping (V- + hole $$rightarrow$$ V0)の挙動を調べた。n-Si(001)表面酸化が完了後に、O$$_2$$供給のON-OFFを30分毎に繰り返し行なった。Si 2p光電子スペクトルのピーク分離解析から求めた基板Si成分のピーク位置($$Delta$$E$$_k$$ of Si$$_B$$)はO$$_2$$-OFF後に緩やかな減少、O$$_2$$-ONにより急激な減少とその後の緩やかな増加が見られる。$$Delta$$E$$_k$$ of Si$$_B$$の減少と増加は、それぞれBBが緩やかに(V-の減少)、急峻に(V-の増加)なることを示している。XPS観察中にはn-Si(001)の伝導帯におけるmajority carrier(電子)が増大するだけでなく、価電子帯のminority carrier(正孔)も増加する。これに加えて熱平衡状態に比べて電子のEkも大きくなるので、n-Siではエネルギー障壁なしでのcarrier detrappingに比べてcarrier tappingが優先的に進行するのでV-密度が増加したと考えられる。これに対してO$$_2$$-ONによりV-サイトでのO$$_2$$解離吸着反応によりV-が消費されるので、V-密度の急峻な減少になったと考えられる。その後の緩やかなV-密度の増加は酸化に伴う点欠陥発生とキャリア捕獲が原因である。室温と500$$^{circ}$$Cでのn-Si(001)表面酸化において、O$$_2$$ ON-OFFによる$$Delta$$E$$_k$$ of Si$$_B$$の温度依存は上記の説明を支持している。また、O$$_2$$供給停止中に放射光をON-OFFしたときの結果から、carrier trapping/detrappingへのSR照射効果を考察する。

口頭

Si(001)2$$times$$1表面室温酸化に観られるO1s光電子スペクトルのサテライトピークと酸素分子の並進運動エネルギーの関係

吉越 章隆; 津田 泰孝; 冨永 亜希; 坂本 徹哉; 小川 修一*; 高桑 雄二*

no journal, , 

Society5.0では、情報通信デバイスに対する小型,高性能,省電力化が必須である。シリコン(Si)をベースとした金属-酸化膜-半導体(MOS)トランジスタは中心的役割を担っているため、Si表面の酸化絶縁物の精密制御と理解は依然必要である。しかしながら、酸素分子による酸化は不明な部分が多い。我々は、Si(001)2$$times$$1表面室温酸化のO1s光電子スペクトルに分子状吸着酸素と考えられるサテライトピークが観察できることを発見した。そこで、入射酸素分子の並進エネルギーとの関係から酸化反応における役割をSPring-8の原子力機構専用BL23SUの表面実験ステーションを使った放射光リアルタイム光電子分光によって調べた。入射酸素分子の並進エネルギーが0.06eVの分子線照射中のp型Si(001)表面においても、O1s光電子スペクトルにSi-O-Siの酸素原子に由来するメインピークの4.45eV低結合エネルギー付近にサテライトピークを捉えることができた。酸化時間の進行に伴う信号強度の変化などから酸化反応における分子状吸着の役割を議論する予定である。

口頭

Temperature dependence of current-induced effective magnetic field acting on domain wall in SrRuO$$_{3}$$

酒井 貴樹*; 山ノ内 道彦*; 荒木 康史; 植村 哲也*; 太田 裕道*; 家田 淳一

no journal, , 

Current-induced domain wall (DW) motion is one of schemes for electrical manipulation of magnetization direction in spintronics devices. Current density required for the DW motion in a ferromagnetic oxide SrRuO$$_{3}$$ (SRO) is 1-2 orders of magnitude lower than that in ferromagnetic metals, and we have shown that the applied current acts as an effective magnetic field Heff on the DW in SRO. To elucidate the origin of the Heff, we investigated Heff in wide temperature range. The ratio of Heff acting on the DW to current increases with decreasing temperature around the ferromagnetic transition temperature, whereas it shows nonmonotonic temperature dependence at low temperatures. Since SRO has many Weyl points near Fermi level and transverse resistance shows nonmonotonic temperature dependence originating from Berry curvature arising from Weyl points, Weyl fermions can affect the DW motion.

口頭

酸化ガス照射下でのXPSによるGaN表面化学状態の動的その場観察

角谷 正友*; 津田 泰孝; 坂本 徹哉*; 隅田 真人*; Sang, L.*; 原田 善之*; 吉越 章隆

no journal, , 

現在のGaN MOSパワーデバイスは+c GaN面上に積層したnpn構造にトレンチやファセットを形成してm面などをチャネルとして動作する。極性構造を持つGaN表面は面方位によって酸素取込が異なるために、酸化物絶縁層を形成する際にできる界面準位も表面方位に依存すると考えられる。界面準位形成メカニズムの解明に向けてGaN表面と酸化ガスとの面方位依存性を検討することは重要となる。我々はGaN結晶表面にさまざまな酸化ガスを照射しながら、その場光電子分光法(XPS)でO 1sスペクトルをリアルタイムに観察し、極性を考慮したGaN表面モデルから化学状態の考察を行った。

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