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論文

Charge generated in 6H-SiC n$$^{+}$$p diodes by MeV range heavy ions

大島 武; 岩本 直也; 小野田 忍; Wagner, G.*; 伊藤 久義; 河野 勝泰*

Surface & Coatings Technology, 206(5), p.864 - 868, 2011/11

 被引用回数:4 パーセンタイル:77.96(Materials Science, Coatings & Films)

炭化ケイ素(SiC)を用いた粒子検出器の開発を目的に、酸素(O),シリコン(Si),ニッケル(Ni),金(Au)イオンが六方晶(6H)SiC n$$^{+}$$pダイオードに入射したときに発生する電荷をイオンビーム誘起過渡電流(TIBIC)により評価した。ダイオードへの印加電圧と収集電荷量の関係を調べたところ、すべてのイオンで印加電圧の増加とともに電荷収集効率(CCE)が増加し、ある印加電圧以上ではCCE値は飽和することが見いだされたが、これは、印加電圧とダイオード中の空乏層(電界層)の関係で説明できる。一方、イオン種依存性を調べると、Ni, Auと原子番号の大きなイオンになるほど、CCEの値が小さくなることが観察された。KKモデルを用いてSiC中に発生する電荷を調べたところ、原子番号が大きくなるに従い、高濃度の電荷(電子-正孔対)が発生することが見積もられた。高濃度電荷プラズマ中ではオージェ再結合といった電子-正孔対の消滅が発生することから、NiやAuで観察されたCCEの低下は、高濃度電荷プラズマ中での再結合によると帰結できた。

論文

Improvement of hydrogen absorption characteristics of Pd using irradiation of heavey ions

阿部 浩之; 青根 茂雄*; 森本 亮*; 内田 裕久*; 大島 武

Transactions of the Materials Research Society of Japan, 36(1), p.133 - 135, 2011/03

これまでに、パラジウム(水素吸蔵材料)について、重イオン照射により欠陥導入させることで表面構造が乱れ、それにより表面改質効果が生じ、水素吸蔵能向上が見込まれることを見いだしている。本研究ではその表面状態についてさらに詳細な知見を得るため、表面仕事関数測定により電子状態を調べ、初期水素吸蔵反応速度との相関関係を調べた。照射イオンはNイオン,Crイオン,Agイオン,Xeイオン照射を実施し、ドーズ量は10$$^{14}$$$$sim$$10$$^{17}$$cm$$^{-2}$$とした。水素吸蔵反応速度測定により、イオン照射したPdは未照射Pdに比べ反応速度が3$$sim$$10倍速くなることを確認し、仕事関数測定ではイオン照射のドーズ量の増加に伴い、仕事関数値が負側へシフトすることが判明した。これより、イオン照射により表面構造が乱され、表面電子状態が不安定になった結果、水素原子が取り込まれやすい状態となり、初期水素吸蔵反応速度が速くなったと結論できる。

口頭

Application of ion beams to plant breeding science

田中 淳

no journal, , 

We have first investigated the characteristics of ion beams on the mutation induction. Novel mutants such as UV-B resistant, serrated petals and sepals, etc. have been induced by 220 MeV carbon ions in Arabidopsis. In chrysanthemum and carnation, several kinds of flower-color and flower-form mutants that have never produced by $$gamma$$ rays or X rays were also induced by carbon ions. Mutation frequencies induced by carbon ions were 20-fold higher than those by electrons, respectively. It is, therefore, indicated that the characteristics of ion beams for the mutation induction show high mutation frequency and broad mutation spectrum. On the other hands, DNA sequencing analysis showed that half of mutants induced by ion beams possessed large DNA alterations, while the rest had point-like mutations. It is plausible that ion beams induce limited number of large and irreparable DNA damage, resulting in effectively producing null mutation that shows new mutant phenotype.

口頭

Development of dielectrophoretic devices with high-aspect ratio microstructures using proton beam writing

椎根 康晴*; 西川 宏之*; 古田 祐介*; 佐藤 隆博; 石井 保行; 神谷 富裕; 中尾 亮太*; 内田 諭*

no journal, , 

New types of electric micro filter with the high-aspect-ratio structures having a capability of electrically trapping food poisoning bacteria such as Escherichia coli ($$it E.coli$$) were developed as an application of the Proton Beam Writing (PBW). A 14-$$mu$$m-thick negative-resist layer of SU-8 was spin-coated, as a specimen, on a silica substrate a part of which was, in advance, covered with a pair of Au thin layer electrodes on its surface. High-aspect-ratio pillar arrays were fabricated by PBW. In this study, the trapping capability of the high-aspect-ratio pillar arrays was evaluated using the suspension including $$it E.coil$$ stained with SYTO9. The photoluminescence (PL) from the stained $$it E.coil$$ trapped among the pillar arrays in the Au electrode gap was measured for the evaluation by applying an AC voltage to its Au electrodes, flowing the suspension. We also evaluated electric micro filters with and without the pillar arrays for the trapping capability. The amount of the stained $$it E.coli$$ trapped among the pillar arrays was higher than the conventional electric micro filter without pillar arrays. The improved performance of the new electric micro filter is reported on the basis of changing the height and spacing of the pillars.

口頭

Irradiation effects on hydrogen absorption rate of metal hydride

大貫 駿*; 阿部 浩之; 松村 義人*; 内田 裕久*

no journal, , 

ニッケル水素電池に使用する水素吸蔵合金には速い水素吸蔵速度が求められている。この水素吸蔵速度の向上においては、表面改質が有効な手法であると考えられる。これまで表面エッチングとして、アルカリ処理,コーティング,フッ化処理などによる表面改質がなされている。本研究では水素吸蔵合金LaNi$$_{4.6}$$Al$$_{0.4}$$に高エネルギー荷電粒子線(電子線,イオンビーム)照射を実施し、その合金表面に与える効果を評価検討した。イオン照射は350keVカリウムイオン照射、電子線照射は1$$sim$$2MeVのエネルギーの電子線照射を実施した。水素吸蔵速度は、開放型一層式セルを用いて電気化学的に測定した。結晶構造解析にはX線回折装置(XRD)を用いた。その結果、電子線・イオンビーム照射により表面近傍の構造が乱れることで表面反応が促進され、結果として表面改質が生じ、水素吸蔵速度を速めるという影響を与えることがわかった。

口頭

UV and visible light emitting fused-silica substrates fabricated by Si-ion implantation

Umenyi, A. V.*; 本美 勝史*; 三浦 健太*; 花泉 修*; 山本 春也; 井上 愛知; 吉川 正人

no journal, , 

近年、量子閉じ込め効果を利用したSi系発光材料が注目され、その一種であるSiナノクリスタルは、SiとSiO$$_{2}$$との同時スパッタ,SiO$$_{2}$$媒質へのSiイオン注入等の手法により作製されている。本研究では、溶融SiO$$_{2}$$基板へのSiイオンの照射量を変えることによって、紫外域である波長370nm付近に発光ピークが発現することを新たに見いだしたので報告する。溶融SiO$$_{2}$$基板へのSiイオン注入は、原子力機構・TIARA内の400kVイオン注入装置を用いて行った。Siイオン照射条件は、エネルギー80keV,照射量$$sim$$2$$times$$10$$^{17}$$ions/cm$$^{2}$$とし、室温で照射を行った。試料を1100$$sim$$1250$$^{circ}$$Cでアニール処理後に励起光源としてHe-Cdレーザ(波長325nm)を使用したフォトルミネッセンス(PL)スペクトルを測定した。その結果、アニール温度によらず、波長370nm付近をピークとする紫外発光ピークが観測され、そのピーク強度は、アニール温度1250$$^{circ}$$Cで最大となることを見いだした。本研究で見いだされた紫外発光ピークは、単一の発光ピークであるため新たな紫外発光材料・基板としての応用が期待できる。

口頭

Thermally stable polyimide/Cu hybrid membranes using ion track technique

越川 博; 臼井 博明*; 前川 康成

no journal, , 

導電性細線が埋め込まれた絶縁性高分子膜から成る複合膜を、耐熱性,耐候性に優れたポリイミド(PI)イオントラック膜のエッチングされた穿孔に銅を電気メッキすることによって作製した。膜厚12$$mu$$mのPI膜にフルエンス3$$times$$10$$^{3}$$-3$$times$$10$$^{6}$$ions/cm$$^{2}$$のXeイオン3.5MeV/nを照射し、次亜塩素酸ナトリウム溶液でエッチングして、直径0.2$$sim$$2.9$$mu$$mの穿孔を作製した。電気メッキによって穿孔内に銅線を析出させ、膜厚方向のみに導電性を持ち、熱に安定な複合膜を作製した。4端子測定による銅細線一本あたりの電気伝導率は計算値と大きな差はなかった。また、抵抗及び複合膜の構造が少なくとも400$$^{circ}$$Cの熱処理に対して安定した状態を保持していた。このような高い耐熱性を持つ異方導電性膜は、電子機器への幅広い応用が期待される。

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