Atomic position and the chemical state of an active Sn dopant for Sn-doped -GaO(001)

Tsai, Y. H.*; 小畠 雅明; 福田 竜生; 谷田 肇; 小林 徹; 山下 良之*

Applied Physics Letters, 124(11), p.112105_1 - 112105_5, 2024/03

https://doi.org/10.1063/5.0198160

Recently, gallium oxide (GaO) has attracted much attention as an ultra-wide bandgap semiconductor with a bandgap of about 5 eV. In order to control device properties, it is important to clarify the chemical state of dopants and doping sites. X-ray absorption near edge structure (XANES) and hard X-ray photoemission spectroscopy were used to investigate the dopant sites and chemical states of Sn in Sn-doped -GaO(001) samples. The results show that the chemical state of the Sn dopant is the Sn oxidation state and that the bond lengths around the Sn dopant atoms are longer due to the relaxation effect after Sn dopant insertion. Comparison of experimental and simulated XANES spectra indicates that the octahedral Ga substitution site in -GaO(001) is the active site of the Sn dopant.

Hard X-ray photoelectron spectroscopy study for transport behavior of CsI in heating test simulating a BWR severe accident condition; Chemical effects of boron vapors

岡根 哲夫; 小畠 雅明; 佐藤 勇*; 小林 啓介*; 逢坂 正彦; 山上 浩志

Nuclear Engineering and Design, 297, p.251 - 256, 2016/02

https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2015.10.029

Transport behavior of CsI in the heating test, which simulated a BWR severe accident, was investigated by hard X-ray photoelectron spectroscopy (HAXPES) with an emphasis on the chemical effect of boron vapors. CsI deposited on metal tube at temperatures ranging from 150C to 750C was reacted with vapor/aerosol BO, and the chemical form of reaction products on the sample surface was examined from the HAXPES spectra of core levels, e.g., Ni 2p, Cs 3d and I 3d levels, and valence band. For the samples at 300C, while the chemical form of major product on the sample surface without an exposure to BO was suggested to be CsI from the HAXPES spectra, an intensity ratio of Cs/I was dramatically reduced at the sample surface after the reaction with BO. The results suggest the possibility of significant decomposition of deposited CsI induced by the chemical reaction with BO at specific temperatures.

Yields of strand breaks and base lesions induced by soft X-rays in plasmid DNA

横谷 明徳; 藤井 健太郎; 牛込 剛史; 鹿園 直哉; 漆原 あゆみ; 渡邊 立子

Radiation Protection Dosimetry, 122(1-4), p.86 - 88, 2006/12

https://doi.org/10.1093/rpd/ncl408

軟X線により誘発される、DNA損傷の収率を調べた。軟X線のLETは、線と超軟X線のそれの中間にある。通常のX線発生装置から得られる広いエネルギースペクトルを持つ軟X線は、放射線生物学実験のみならず乳がん検診にも広く用いられている。ICRPの勧告によれば、軟X線の放射線加重係数は線のそれと同じ1とされている。しかし、そのエネルギースペクトル上には、制動放射により発生する数10keV以下の低エネルギー光子の成分がかなり多い。これらの低エネルギー光子は、光電効果により低速の光電子やAuger電子を多数発生させるためDNAに対してより高密度な電離・励起を与え、複雑なDNA損傷を誘発すると考えられる。われわれはWターゲット,150kVpで運転したX線発生装置より得られる軟X線をDNAに照射し、生じたDNAの鎖切断収率を定量した。さらに、塩基除去修復酵素との反応を利用して定量された塩基損傷の収率についても報告する予定である。

Energetic deuterium and helium irradiation effects on chemical structure of CVD diamond

佐々木 政義*; 森本 泰臣*; 木村 宏美*; 高橋 幸司; 坂本 慶司; 今井 剛; 奥野 健二*

Journal of Nuclear Materials, 329-333(Part1), p.899 - 903, 2004/08

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2004.04.275

核融合炉用ミリ波帯高周波加熱システムのトーラス窓(高周波窓)の窓材として、CVDダイアモンドは標準となっている。トーラス窓は、トリチウム障壁としての役割も担うことから、トリチウムやヘリウム,放射性ダスト環境下にあり、したがって、ダイアモンドの化学構造に対する水素同位体等の影響を解明することは重要である。本研究では、窓と同一グレードのCVDダイアモンド試料(=10.0mm, t=0.21mm)を、アルゴンイオンビームスパッタリング(E=1keV)による酸素等の不純物除去の後に、重水素及びヘリウムイオンを照射した。照射エネルギーはそれぞれ0.25keV, 0.45keVである。照射サンプルをX線光電子分光(XPS)測定によって調べたところ、C1ピークが低エネルギー側にシフトしていることが観測された。この結果は、ダイアモンドがC-D結合によりアモルファス化したことを示唆している。

XPS and XAES measurements on trapped rare gases in transition metals

馬場 祐治; 山本 博之; 佐々木 貞吉

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 66, p.424 - 432, 1992/00

https://doi.org/10.1016/0168-583X(92)95414-M

3d,4d及び5d系列の遷移金属中にイオン注入された希ガス原子(Ne,Ar,Kr,Xe)の電子構造をX線光電子分光法(XPS)及びX線誘起オージェ電子分光法(XAES)により解析した。オージェパラメータ法により求めた注入希ガス原子の原子外緩和エネルギーは、同一金属中(Ti)の場合、NeArKrXeの順に増大する。一方、同一の希ガス原子(Xe)を異種の金属中で比較すると、金属のd電子数の増加とともに原子外緩和エネルギーが増大する傾向が認められた。またXeの原子外緩和エネルギーの絶対値は、金属原子自身の気相-固相間の原子外緩和エネルギー差と一致することから、Xe原子は、ターゲット金属自身と同等のポテンシャルを持つサイト、即ち金属原子の置換サイトに捕捉されることが明らかとなった。

XPS and TDS studies of trapping states of helium implanted in TiO

馬場 祐治; 佐々木 貞吉

Journal of Nuclear Materials, 152, p.295 - 300, 1988/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(88)90340-6

TiOにイオン注入したヘリウムの捕捉状態をXPS及び昇温脱離スペクトル(TDS)により調べた。TiO表面は、1.5~11keVのHe照射によりTi及びTiに還元される。ヘリウムのTDSスペクトルには、460C(P)、590C(P)700C(P)にピークが認められる。ピーク強度のエネルギー依存性、照射量依存性及び加熱に伴うXPSスペクトル変化により、P及びPはそれぞれ、格子間及び酸素原子の欠陥にトラップされたヘリウムに対応すると考えられる。一方、Pは真空中におけるTiOの分解に伴い放出されるヘリウムに対応する。また、P及びPに対応するヘリウムの捕捉に伴う活性化エネルギーは、それぞれ0.56eV、1.68eVと見積もられた。

Surface compositional and chemical-state changes of SiC,SiN and SiO by energetic hydrogens

佐々木 貞吉; 馬場 祐治

Journal of Nuclear Materials, 138, p.145 - 148, 1986/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(86)90269-2

耐熱材料に及ぼすkeVオーダ水素イオンの化学的効果を明らかにするため、SiC,SiN,SiOを6keVHで照射し、表面化学変化,注入水素の捕捉状態等について検討した。その結果、SiCでは照射量とともにC/Si比が増加しC-H結合形成を示唆するXPSスペクトルを与えることが分かった。一方、SiN及びSiOではN/Si比,O/Si比が減少しSi-H結合の形成を認めた。表面組成の変化量は210ions/cmで20~30%であった。

X-ray photoelectron and X-ray-induced auger electron spectroscopic data, III; Graphite,Si,SiC,SiN and SiO

佐々木 貞吉; 馬場 祐治

JAERI-M 85-063, 28 Pages, 1985/06

JAERI-M-85-063.pdf:0.54MB

グラファイト、Si、SiC、SiN、SiOについて、X線光電子(XPS)スペクトル及びX線励起オージェ電子(XAES)スペクトルを測定した。表面吸着物質の除去は、350Cの高真空加熱とイオンエッチングの併用により行った。試料の化学的清浄表面は4A/cmの8keVArイオンビームでエッチングすることにより得られ、SiN、SiOに対するSi2P線の化学シフトはそれぞれ0.9eV、2.1eV、4.0eVと決定された。本研究で得られたデータを用いて水素イオン照射表面の化学状態を解析したところ、グラファイト及びSiC表面でほC-H結合が、また、Si、SiN及びSiO表面ではSi-H結合が形成されたことを示唆する結果が得られた。

Transmission sputtering of titanium by 114MeV fluorine ions

佐々木 貞吉; 馬場 祐治; 北條 喜一; 有賀 武夫

Journal of Nuclear Materials, 132, p.95 - 97, 1985/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(85)90401-5

高エネルギー重イオンによる損傷の深さ分布とエネルギーデポジットの分布を明らかにする目的で、トランスミッションスパッタの膜厚依存性を求めるとともに、スパッタ率の定量的解析の可能性をオージェ電子分光法(AES)により検討を行った。タンデム加速器からの114MeV Fイオンを種々の膜厚のTiに照射しトランスミッションスパッタリングされたTi粒子をAg箔上に捕集した。スパッタ放出率は飛程の末端近傍で最大になることが明らかになった。この結果はEDEP-1コードにより計算されたエネルギーデポジットの分布とよい一致を示した。又、スパッタ率の最大値が1.2~3.6/ionとなることをAESスペクトル解析から明らかにすることができた。

X-Ray Photoelectron and X-Ray-Induced Auger Electron Spectroscopic Data, I; 3d Transition-Metals(Sc,Ti,V,Ni)and Related Oxides

馬場 祐治; 佐々木 貞吉

JAERI-M 84-005, 37 Pages, 1984/02

JAERI-M-84-005.pdf:0.57MB

3d遷移金属とその酸化物固有のX線光電子分光スペクトル(XPS)及びX線励起オージェ電子スペクトル(XAES)を測定した。金属の真正表面は2通りの方法、すなわち超高真空中やすり研摩法及びアルゴンイオンエッチング法で得た。測定した酸化物はScO、TiO、VO、NiOである。本報は4種のワイドスキャン、26種の内殻スペクトル、10種の価電子帯スペクトル及び20種のXAESスペクトルから成る。内殻及びオージェピークの位置については、その化学シフトと共に表にまとめた。