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藤田 奈津子; 三宅 正恭; 松原 章浩*; 石井 正博*; 神野 智史; 渡邊 隆広; 西尾 智博*; 小川 由美; 木村 健二; 島田 顕臣; et al.
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には加速器質量分析装置(AMS)が3台あり、うち2台のAMSで実試料の年代測定を行い、もう1台ではAMSの小型化に向けた技術開発を行っている。2台の実試料測定用AMSでは炭素-14、ベリリウム-10、アルミニウム-26、ヨウ素-129の4核種を測定している。小型化に向けた試験装置は、現在炭素-14測定を目指して実証試験中である。発表ではそれぞれの研究開発状況を報告する。
仕事関数変化のPEEM観察小川 修一*; 遊佐 龍之介*; Wang, G.*; Pettes, M. T.*; Liu, F.*; 津田 泰孝; 吉越 章隆; 虻川 匡司*; Moody, N. A.*; 山口 尚登*
no journal, ,
六ホウ化ランタン(LaB)は低い仕事関数をもち熱電子カソードとして利用されている。実用上、仕事関数の更なる低下と高い耐久性が期待される。本研究では、湿式転写法で転写被膜した2次元材料(グラフェンおよび六方晶窒化ホウ素(hBN))被膜による仕事関数変化を光電子顕微鏡(PEEM)、放射光光電子分光、ラマン分光、原子間力顕微鏡、DFT計算などから、2次元材料被膜がLaB(100)の仕事関数に与える影響を検討した。905
C加熱後のPEEM像から、hBNコーティング領域で最も強い光電子放出が観測された。DFT計算から、グラフェンでは内向きの双極子が誘起されるため仕事関数が増大、一方、hBNでは外向き双極子が界面に形成された結果、仕事関数が減少することが明らかとなった。
Pd(111)表面上でのエチレン分子反応安藤 雅晃*; 村瀬 菜摘*; 津田 泰孝; 山田 剛司*; 吉越 章隆; 岡田 美智雄*
no journal, ,
金属材料の酸化に伴う腐食によって、本来持っている性質が失われることがある。そこで、金属表面上にグラフェンを生成して酸化を抑制する研究が行われてきた。グラフェン成長には、通常炭化水素の暴露条件下で反応系全体を加熱しながら生成する方法がとられている。しかしこの手法では分子の並進エネルギーと表面温度のいずれの効果が反応に影響しているか明らかにされていない。そこで本研究では、低温でグラフェン生成ができる可能性のある、銅とパラジウムを組み合わせたCuPd(111)表面上でのエチレン分子反応過程を明らかにする。分子のみを活性化できる超音速分子線を用いて室温の合金試料を反応させ、表面状態の変化を放射光X線光電子分光法(SR-XPS)で追跡し、並進エネルギーと表面温度の効果を分けて議論することを目指した。実験はSPring-8 BL23SUに設置された日本原子力研究開発機構の表面化学ステーションを用いて行った。CuPd(111)試料表面は、Ar
スパッタリングと加熱のサイクルを繰り返すことにより、清浄化した。その後、表面に超音速エチレン分子線を照射し、表面状態を放射光X線光電子分光法(SR-XPS)で追跡した。エチレン分子線照射量が増えるにつれてC1sスペクトルが成長することがわかった。青色で示した結合エネルギー288eV付近にピークがみられ、照射量が増えるにつれて成長することがわかった。
垣内 拓大*; 津田 泰孝; 吉越 章隆
no journal, ,
HfO
は、Si半導体デバイスの高誘電率ゲート絶縁膜材料として注目を集めている。本研究では、約0.5、2.0MLの異なる量のHfが吸着したSi(111)上にOガス曝露(並進エネルギー:0.03eV)および超音速O分子線(並進エネルギー:0.39、2.2eV)によって酸化した試料のHf4f, Si2p, O1s光電子スペクトルで調べた。0.5MLの低被服率では、HfがSi(111)-7
7上のrest-atomやadatom上に吸着して特異な局所構造(hexagonal structure)を形成し、その周辺でのみ酸化が進行しHf
シリケートまでとなる。一方、2.0MLでは、酸化反応が表面金属Hf層全域で速やかに進行するため、Hf
シリケートまで生成すると考えられる。
若井田 育夫; 大場 弘則; 赤岡 克昭; 狩野 貴宏; 中西 隆造*; 平等 拓範*; 坂本 寛*; 池田 裕二*
no journal, ,
福島第一原子力発電所(1F)の廃炉では、燃料デブリの取り出しが必須となっており、過酷な放射線環境での燃料デブリの分析手法が求められている。光伝送に耐放射線光ファイバーを利用したレーザー誘起ブレークダウン分光法(光ファイバーLIBS)は、遠隔・その場分析を可能とする手法であることから、1Fへの適用に向けて基礎的な性能実証を重ねてきた。技術開発の現状について紹介する。可搬柄光ファイバーLIBS装置では、光ファイバー長さ50m、線量率10kG/h、積算線量数MGyの耐放射線性を有し、線量率10kGy/hの環境でも分析できることを実証した。LIBSプローブのみをホットセルに導入し、使用済み燃料を対象とした試験でも組成分析が可能であることを示した。より長尺化を図るため、マイクロチップレーザーLIBSを導入し、耐放射線性が保持できること、100mの光ファイバーでも分析特性に影響がないことを確かめた。さらに、レーザー生成プラズマにマイクロ波(2.45GHz)を重畳することで、時間積分スペクトル強度を数十倍に倍増できる可能性を示した。
野口 鈴之介*; 米田 安宏; 松尾 拓紀*; 野口 祐二*
no journal, ,
非鉛系ペロブスカイト型強誘電体であるBi
NaTiO (BNT, 空間群: R3c)とBaTiO (BT, 空間群: P4mm)の固溶体Bi
NaBa
TiO (BNT-BT)は、モルフォトロピック相境界(MPB)を形成し、MPBにおいて優れた圧電性を示すことから注目されている。本研究では厳密組成制御を行ったBNT-BTセラミックスの作製と物性評価を行い、電場誘起相転移の制御及び電場印加前後の二次元相図の完成を目的とする。BNT-BT固溶体のセラミックスにおいて、MPB近傍かつAサイト空孔量が大きい組成でフェリ誘電P4bm相が安定化することがわかった。
福島 憲斗*; 米田 安宏; 松尾 拓紀*; 野口 祐二*
no journal, ,
非鉛系ペロブスカイト型強誘電体である(Bi,Na)TiO(菱面体晶R3c)は、正方晶P4mmの強誘電体[BaTiO, (Bi,K)TiO]とモルフォトロピック相境界(MPB)を形成し、MPBにおいて優れた圧電性を示すことから注目されている。MPB近傍でフェリ誘電性を示すP4bm相が存在することを明らかにしている。本研究では厳密組成制御を行った(Bi,Na)TiO系固溶体セラミックスを作製し、その組成相図を明らかにして、分極特性の全貌を解明することを目的とする。BNT-BKTにおいてMPB組成近傍でフェリ誘電P4bm相が存在する。R3cとP4bmおよびP4bmとP4mmの相境界を特定した。
K)TiO-(BiLi)TiO系固溶体におけるフェリ誘電性の発現斎藤 光太郎*; 米田 安宏; 松尾 拓紀*; 野口 祐二*
no journal, ,
フェリ誘電相では優れた圧電性や誘電性に加え、電場誘起相転移に由来する巨大な電場誘起歪みが観測されている。(BiK)TiO-(BiLi)TiO (BKT-BLT)固溶体セラミックスを対象に、結晶構造解析による組成相境界の探索と分極特性の組成依存性の評価を行い、フェリ誘電相の有無とその物性について調査した。本研究により、BKT-BLT固溶体系において、
=8%近傍にフェリ誘電相が存在すること、この組成おいて特異的に高い比誘電率が得られることが明らかになった。
の相安定性に与える影響阿蘇 星侑*; 米田 安宏; 松尾 拓紀*; 野口 祐二*
no journal, ,
反強誘電体は、高エネルギー貯蔵密度をもつ誘電体キャパシタへの応用が検討されている。NaNbOは、反強誘電性の分極秩序を持つことから、非鉛系反強誘電体として期待されている。NaNbOのNaを小さなCa
で置換することで正の化学圧力を導入することを試みた。電場印加前後で共に反強誘電P相に由来する超格子反射が現われ、可逆な電場誘起相転移が達成されていることが裏付けられた。
大場 正規
no journal, ,
LIBSなどで得られた多元素スペクトルデータの解析方法としてニューラルネットワークによる解析システムの構築を行っている。学習データは多い方が、精度が上がると期待されるが、多くの実試料を作製するのは時間と労力を必要とする。そこでGdO
、TiO、ZrOそれぞれのスペクトルデータを、比率を変えてデータ上で混合して462種類の加工した学習データを作成し、学習させた。その後、マイクロ波LIBS測定で得られた実試料のデータ62種類の各元素間の含有比率を解析し、その特性を調べた。その結果、真値との差およそ
10%で含有比を求められた。
鈴木 誠也; 寺澤 知潮; 勝部 大樹*; 矢野 雅大; 津田 泰孝; 柚原 淳司*; 吉越 章隆; 朝岡 秀人
no journal, ,
Ag薄膜からのゲルマネン析出は加熱時間を長くしてもGe析出量が変化しないことが分かっている。これは、析出したGeが一旦Ag表面を埋め尽くすと、さらなるGe析出が阻害されることを示唆している。ゲルマネンの層数で自己組織的に安定することはメリットである一方、多層化が難しいことは制御性の課題と言える。そこで本研究では偏析ゲルマネン上へのGe薄膜を追加蒸着とアニールを行うことで多層化について検討した。
北山 佳治; 野上 光博*; 人見 啓太朗*
no journal, ,
空間に無作為に配置された複数の検出器応答パターンを利用した新しいガンマ線イメージング技術である三次元影法を開発している。既に662keVのガンマ線に対して約10度の角度分解能で全方向ガンマイメージングが可能だと実験で示された。本研究では同一ジオメトリのイメージャーを用いて異なるエネルギーに対する本手法の特性をシミュレーションにより調査した。C3Gから3m離れた位置に置かれた10MBqの
Tcと
F点線源を10分間測定する状況を仮定し141keV及び511keVの全方向ガンマ線イメージングシミュレーションを行った。その結果、それぞれ適切な位置に結像が見られることを確認した。一方で、141keVのイメージング精度は511keVと比較して悪い。これは511keVの散乱成分が141keVの光電ピークに被さる影響だと考えられる。今後は、精度向上のため、検出器ジオメトリや再構成アルゴリズムの最適化を図る。
深谷 有喜
no journal, ,
全反射高速陽電子回折(TRHEPD)は、陽電子が持つプラス電荷の特性を利用した、物質最表面に敏感な構造解析手法である。電子の反粒子である陽電子は、電子と同じ質量、電気素量、スピンを持つが、電荷の符号は電子とは逆のプラスである。物質の結晶ポテンシャルは陽電子ビームに対して障壁として働くため、同一入射条件での電子ビームと比較して、陽電子ビームの物質中への侵入深さは低く抑えられる。特に物質表面にすれすれに入射する場合、物質中に陽電子の取りうる状態が存在しないため全反射を起こす。全反射条件下での陽電子ビームの侵入深さは0.5
程度であり、1原子層分の厚みにしか満たない。このため、TRHEPDでは下地からの影響を排除した最表面構造解析が可能である。講演の前半ではTRHEPDの原理を説明し、後半ではそれを用いた最近の構造解析結果について紹介する。
福田 旺土*; 鷹林 将*; 内藤 陽大*; 田中 修斗*; 山口 尚登*; 小川 修一*; 高桑 雄二*; 津田 泰孝; 吉越 章隆
no journal, ,
グラフェンの応用において、改質や化学修飾が必要であるが、多くの手法ではプロセスに起因するダメージが問題となる。本発表では、イオンダメージを防ぐことができる光電子制御プラズマのタウンゼント放電領域を利用することで、欠陥を選択的に制御できることをラマン分光のDバンドから明らかにしたので報告する。
鷹林 将*; 福田 旺土*; 内藤 陽大*; 田中 修斗*; 山口 尚登*; 小川 修一*; 高桑 雄二*; 津田 泰孝; 吉越 章隆
no journal, ,
グラフェンの応用において、改質や化学修飾が必要である。光電子制御プラズマはイオンダメージを防ぐプロセス法として注目されている。Arガス雰囲気では、基幹構造であるsp2由来のピーク(sp2 C-C、sp2 C-H)に加えて、sp3由来のピーク(sp3 CH)がXPSスペクトルに観測された。グラフェンの六員環構造が開裂し、水素が付加したと考えられる。H雰囲気下でアニールするとsp3 C-Hとsp2 C-Hピークが消失し、sp3 C-Cピークが新たに出現した。アニール処理により水素脱離が起きたと考えられる。
寺澤 知潮; 鈴木 誠也; 勝部 大樹*; 矢野 雅大; 津田 泰孝; 吉越 章隆; 朝岡 秀人
no journal, ,
Ge原子の単層ハニカム格子であるゲルマネンは直線的なバンド分散と23.9meVのバンドギャップの両立が理論的に予測されており、次世代半導体材料として期待される。Ge(111)基板にAgを蒸着し超高真空下で加熱する手法で高品質ゲルマネンを作製するプロセスにおいて、真空槽内でのその場Raman散乱分光によるGe原子の挙動の観察によるゲルマネン成長機構の解明を目的とした。その結果、300C付近でGe原子がsp3Geとして結晶化するが、500C付近ではまた結晶構造を失い、急冷時にゲルマネンとしてハニカム格子を組む成長機構が示唆された。
奥本 峻介*; 飯野 千秋*; 小田 将人*; 村口 正和*; 早川 虹雪*; 石井 宏幸*; 本田 充紀
no journal, ,
福島の環境回復に係る研究開発の一環として、溶融塩法を用いた風化黒雲母からCs除去に関する研究を推進してきた。99.9999%のCs除去と普通輝石、和田石などの結晶鉱物の生成を確認しているが、反応過程および生成物に関する原子レベルでの反応機構が必要であり、本研究では第一原理計算をもちいて和田石の安定構造を調べ、求められた安定構造を用いて反応機構について調べて内容について報告する。