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-SiC interface proved by a slow positron beam前川 雅樹; 河裾 厚男; 吉川 正人; 宮下 敦巳; 鈴木 良一*; 大平 俊行*
Physica B; Condensed Matter, 376-377, p.354 - 357, 2006/04
被引用回数：2 パーセンタイル：12.56(Physics, Condensed Matter)ドライ酸化SiO/4H-SiC界面には多くの欠陥が含まれていると言われているが、陽電子消滅法を用いて欠陥の構造評価を行った。ドップラー幅測定からは、SiO/4H-SiC界面にはSiOやSiCとは明白に区別される欠陥を多く含んだ界面層が存在することが明らかとなった。界面層での陽電子消滅寿命測定からは、構造がアモルファスSiOに類似した比較的空隙を持つ構造であることがわかった。界面層での電子運動量分布測定と第一原理計算による陽電子消滅特性のシミュレーションとの比較より、陽電子は空隙に存在する酸素価電子と対消滅していることが示唆された。酸化後の加熱焼鈍による酸素価電子との消滅確率の減少は、界面準位密度の減少と同じ温度領域で起こることから、界面準位の起源となる欠陥構造は陽電子を捕獲する欠陥構造と強く関連していることが示唆された。
-implanted ZnO studied using a slow positron beamChen, Z. Q.; 前川 雅樹; 河裾 厚男; 鈴木 良一*; 大平 俊行*
Applied Physics Letters, 87(9), p.091910_1 - 091910_3, 2005/08
被引用回数：31 パーセンタイル：71.34(Physics, Applied)N
, Oイオンを酸化亜鉛結晶に注入、あるいは共注入した。これにより空孔集合体が導入されることが陽電子消滅法により示された。800
Cでアニールを行うと、Nイオン注入によって発生した空孔集合体はその一部が消失するに留まるのに対し、酸素イオン注入の場合には全量が消失する。これは、窒素と空孔集合体の間には強い相互作用があることを示している。空孔欠陥を検出限界以下とするためには1250Cでの高温アニールが必要である。さらに、窒素はアクセプタとして作用すると思われたが、実際にはn型の伝導型を示すことがホール測定により示された。一方、O/Nイオンの共注入ではほとんどの空孔集合体が800Cで消失する。これは窒素-酸素複合体の形成のために酸素が窒素を捕獲し、空孔集合体の消失が促進されるためであると考えられる。これはO/Nイオン共注入により、非常によく補償された半絶縁層を形成できることを示している。
/SiC interface probed by a slow positron beam前川 雅樹; 河裾 厚男; Chen, Z. Q.; 吉川 正人; 鈴木 良一*; 大平 俊行*
Applied Surface Science, 244(1-4), p.322 - 325, 2005/05
被引用回数：13 パーセンタイル：49.91(Chemistry, Physical)熱酸化過程においてSiO/SiC界面に残留する構造欠陥を評価するため、低速陽電子ビームを用いSiO/SiC構造における界面欠陥の検出とその評価を試みた。陽電子消滅寿命測定より、界面の構造はSiCよりも空隙が多くSiOに近い構造であると考えられる。ドップラー幅拡がり測定からは、界面領域においてWパラメータの増大が見られ、これは酸素価電子との消滅に由来することが示唆された。また酸化後にアルゴン雰囲気中でアニール処理を行うと、界面領域におけるWパラメータの減少が見られた。これは酸素価電子の影響が減少したことによると思われる。以上より、SiO/SiC界面には酸素ダングリングボンドを含む不完全酸化物が堆積しており、アニール処理を行うとこれが消失し界面構造の向上が図られるものと考えられる。
Chen, Z. Q.; 河裾 厚男; Xu, Y.; 楢本 洋*; Yuan, X. L.*; 関口 隆史*; 鈴木 良一*; 大平 俊行*
Physical Review B, 71(11), p.115213_1 - 115213_8, 2005/03
被引用回数：106 パーセンタイル：93.69(Materials Science, Multidisciplinary)20-80keVに加速させた水素イオンを、総量4.4
10
cm
までZnO結晶に注入した。陽電子消滅測定により、水素原子で満たされた亜鉛空孔が形成されることがわかった。200-500Cのアニール後、この空孔は水素バブルへと発展する。600-700Cのさらなるアニールにより、バブルから水素が脱離し、多量のマイクロボイドが残る。これらのマイクロボイドは、1000Cの高温で消失する。カソードルミネッセンス測定から、水素イオンは、サンプルから脱離する前に、深いレベルの発光中心も不活性化し、紫外光の放出を促すことがわかった。
Chen, Z. Q.; 河裾 厚男; Xu, Y.; 楢本 洋; Yuan, X. L.*; 関口 隆史*; 鈴木 良一*; 大平 俊行*
Journal of Applied Physics, 97(1), p.013528_1 - 013528_6, 2005/01
被引用回数：147 パーセンタイル：96.37(Physics, Applied)リンイオンを、50-380keVのエネルギーで、10
-10cmの線量でZnO結晶に注入した。注入後、空孔クラスターが形成することが、陽電子消滅測定により示された。600Cのアニール後、これらの空孔クラスターはマイクロボイドに発展し、1100Cで消失する。ラマン分光測定により、酸素空孔(V
)の生成が示された。これらは、700Cまでに空孔クラスター集合の形成を伴って、アニールされる。ZnOの発光は、注入により導入した非発光中心により抑えられる。光放出の回復は、600Cより上で起こる。陽電子により検出した空孔型欠陥は、非発光中心の一部であると思われる。またホール測定は、リン注入したZnO層において、n型伝導性を示す。これはリンが両性不純物であることを示唆している。
-implanted ZnO probed by a slow positron beamChen, Z. Q.; 前川 雅樹; 山本 春也; 河裾 厚男; Yuan, X. L.*; 関口 隆史*; 鈴木 良一*; 大平 俊行*
Physical Review B, 69(3), p.035210_1 - 035210_10, 2004/01
被引用回数：91 パーセンタイル：93.47(Materials Science, Multidisciplinary)低速陽電子ビームによりアルミニウムイオン注入後の酸化亜鉛欠陥の生成とそのアニール過程を調べた。アルミニウムイオン注入後には、原子空孔型欠陥が生成していることが見いだされた。注入量を10
Al/cm
まで増加させることで注入層が非晶質化することが見いだされた。600Cまでの熱処理によってポジトロニウムの形成が見られ、これよりボイドが生成していることが確認された。600C以上のアニールによって再結晶化に伴いボイドが消失することがわかった。また、注入されたアルミニウムイオンがほぼ完全に電気的に活性になりn型伝導に寄与し、結晶性が注入前に比べて改善されることが見いだされた。
/Si studied by slow positron beam河裾 厚男; 荒井 秀幸*; 平田 浩一*; 関口 隆史*; 小林 慶規*; 岡田 漱平
Radiation Physics and Chemistry, 58(5-6), p.615 - 619, 2000/06
被引用回数：3 パーセンタイル：26.4(Chemistry, Physical)1.54
mの赤外波長域に鋭い発光ピークを示すErをSiO/Si(膜厚500
に注入し、発光強度のアニール挙動やドーズ依存性、エネルギー依存性について調べるとともに注入によって発生した損傷の回復過程を低速陽電子ビームを用いた陽電子消滅測定及び、電子スピン共鳴吸収測定(ESR)により調べた。発光特性については、30keVで注入した場合には注入後発光が全く観測されないのに対し、300keVの場合には熱処理を施さなくても発光が見られるなど大きな違いが見られた。陽電子消滅測定及びESR測定の結果、30keVの場合に注入量が少ないと大半の欠陥は600Cまでのアニールで消失するが発光は900Cで著しい増加を示すことがわかった。すなわち欠陥の回復と発光の増加は完全に一致しておらず、これより600Cで欠陥の回復を経て、900CでErが光学的に活性な状態へ移行するものと考えられる。また注入量が高い場合ESR欠陥は600Cまでになくなるが、陽電子消滅パラメータは完全回復からはかけ離れていることがわかった。これより、欠陥がかなり残留するか、Erが陽電子消滅に影響するなどの効果が示唆される。
鈴木 良一*; 大平 俊平*; 上殿 明良*; Y.K.Cho*; 吉田 貞史*; 石田 夕起*; 大島 武; 伊藤 久義; 千脇 光国*; 三角 智久*; et al.
Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 37(8), p.4636 - 4643, 1998/08
被引用回数：28 パーセンタイル：74.39(Physics, Applied)電子リニアックを用いた高強度低速場陽子ビームラインの陽電子減速系の改善のため、種々の減速材料の陽電子再放出特性を調べた。W,SiC,GaN,SrTiO
,水素終端Siの陽電子再放出率を調べた結果、一次減速材としてはW,二次減速材としてはn型SiCが最適であることが示唆された。W減速材の照射劣化機構を明らかにするために陽電子消滅測定、オージェ電子分光測定を行った結果、照射により生成される空孔クラスターと表面の炭素不純物が劣化要因であることが判明した。また劣化したW減速材の再生には、酸素中900C熱処理が有効であることが解った。さらに、W表面の酸素はポジトロニウム形成を抑制し、陽電子の再放出率を増加させることを見い出した。
岡田 漱平; 須永 博美; 金子 広久; 河裾 厚男; 益野 真一*; 滝沢 春喜; 四本 圭一
JAERI-Conf 97-003, p.180 - 185, 1997/03
ポジトロンファクトリー計画について、陽電子の時徴と計画の目的、施設の概要を述べる。また、施設建設に向けてのこれまでの設計研究の成果のうち、高出力電子リニアックの技術検討、高出力ビーム対応電子/陽電子コンバータの開発、多チャンネル単色陽電子ビーム同時形成法の提案と実証試験及び陽電子モデレータの効率向上方策の検討の結果について発表を行う。
須永 博美; 岡田 漱平; 金子 広久; 滝沢 春喜; 河裾 厚男; 四本 圭一
NUP-A-96-10, 0, p.95 - 97, 1996/00
原研で検討を進めているポジトロン利用研究施設、通称ポジトロンファクトリー(POF)の設置計画について、平成8年度に「ポジトロン利用研究施設の概念検討」が認可され、設置実現に向けて大きく踏み出すことになった。この概念検討においては1)高出力電子リニアックおよび電子ビームライン、2)ターゲット系および低速陽電子ビームライン、3)POF用建家の各項目についてこれまでの検討結果のとりまとめと改善できる要素の抽出を行い、実現可能な施設の全体像を作り上げることにする。
岡田 漱平; 金子 広久
Applied Surface Science, 85, p.149 - 153, 1995/01
被引用回数：13 パーセンタイル：62.43(Chemistry, Physical)低速陽電子ビーム生成用の効率の良い装置を設計するため、EGS4-SPGと名付けた新しいモンテカルロ・シミュレーション・システムを開発した。このシステムはGeV領域からeV領域までの広いエネルギー範囲における種々の反応過程に適用可能である。本報では、陽電子ビームの輝度強化、陽電子熱化プロファイル、及び複数のモデレータアセンブリーへの高エネルギー陽電子及び光子入射における低速陽電子生成の問題への適用例を述べる。
岡田 漱平; 金子 広久; 須永 博美; 益野 真一*; 滝沢 春喜; 四本 圭一
Proc. of the 20th Linear Accelerator Meeting in Japan, 0, p.59 - 61, 1995/00
モンテカルロシミュレーションの結果に基づき提案してきた、電子リニアックを用いる多チャンネル単色陽電子ビーム同時取り出しの可能性を実験により実証した。
岡田 漱平
第21回日本アイソトープ・放射線総合会議論文集, p.1 - 13, 1994/02
低速陽電子ビームは、材料科学から基礎物理学・化学・生物学に至るまで幅広い分野での自然界観察手段として利用が期待されている。本報では最初に、陽電子の発生、低速陽電子ビームへの変換及び輝度強化法等のビーム整形技術について説明し、次いで、利用法の現状について、陽電子の特徴と対応させて解説する。最後に、高強度低速陽電子ビーム発生計画について述べる。
岡田 漱平
KEK Proceedings 93-21, p.101 - 109, 1994/02
世界でこれまでに例がない高強度(10
個/秒以上)の単色陽電子ビームを発生させ、高度な材料キャラクタリゼーションや基礎物理学・化学・生物学への応用を可能にするポジトロンファクトリーの建設を目指すため、ビームの発生源となる100
150MeV、100kW級の高出力電子リニアック、及び電子ビームを高エネルギー陽電子ビームに変換するコンバータと高エネルギー陽電子ビームを低速(単色)陽電子ビームに変換するモデレータとからなるターゲット系の設計研究、また、建家の概念設計及び遮蔽等安全に関わる設計研究を進めている。本報では、これら設計研究の現在までの到達点について述べる。
岡田 漱平
Radioisotopes, 42(7), p.423 - 436, 1993/07
世界のさまざまな研究機関における陽電子及び陽電子ビーム利用に関して、発生方法の現状、利用研究分野の現状と今後の展望、世界の高強度単色陽電子ビーム発生施設計画を中心に解説する。
岡田 漱平; 須永 博美; 金子 広久; 橘 宏行; 四本 圭一; 岡本 次郎
放射線, 18(2), p.63 - 81, 1992/05
10個/秒以上の強度の低速陽電子ビームを発生させ高度な材料キャラクタリゼーションや基礎物理・化学・生物学の新分野に応用することを目的としたポジトロンファクトリー計画について、以下の項目を概説した。(1)低速陽電子ビーム利用の動向と高強度ビームの必要性、(2)高強度低速陽電子ビームの発生方法、(3)ポジトロンファクトリー計画の概要、(4)ポジトロンファクトリーの検討、1)高出力電子リニアック:100乃至150MeV、100kW級のリニアックの製作可能性を、技術調査の結果確認した。2)ターゲット系:モンテカルロ計算に基き、同時に複数のチャンネルに陽電子ビームを取り出す方式を提示した。
岡田 漱平; 須永 博美
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 56-57, p.604 - 609, 1991/00
被引用回数：17 パーセンタイル：84.03(Instruments & Instrumentation)高出力電子リニアックを用いて発生させた高強度エネルギー可変単色陽電子ビームを、材料キャラクタリゼーションや基礎研究に用いる予定のポジトロンファクトリーにおいて、当面の低速陽電子ビーム強度の目標は、10s
である。経験値に基づく控え目な評価では、100MeV、100kWクラスのリニアックによって、この強度の達成が可能であると見積もられる。本報告では、リニアックのターゲット系に関し、モンテカルロ法を用いた陽電子モデレータ等の最適化や、遮へい、放射化空気の閉込め・排気などに係る概念設計の現状を述べる。
前川 雅樹; Zhou, K.*; 深谷 有喜; Zhang, H.; Li, H.; 河裾 厚男
no journal, ,
スピン偏極低速陽電子ビームを用いたスピン偏極陽電子消滅法においては、表面近傍での偏極電子-偏極陽電子対の2光子消滅における磁場効果だけでなく、表面から放出されるポジトロニウムの3光子消滅率の変化としても検出することが可能である。ポジトロニウムの形成においては、その仕事関数に相当する準位幅にある電子のみがポジトロニウムの形成に寄与するため、ポジトロニウムの速度分布は電子状態密度に関する知見を与える。すなわち、スピン偏極陽電子ビームを使った表面放出ポジトロニウムの飛行時間測定を行うことで、物質表面の電子状態密度のスピン偏極状態を測定することが可能になると期待される。現在、そのような測定が可能なスピン偏極ポジトロニウム飛行時間測定(SP-PsTOF)装置の構築を進めている。
和田 健*; 前川 雅樹; 望月 出海*; 設楽 哲夫*; 兵頭 俊夫*
no journal, ,
高エネルギー加速器研究機構物質構造科学研究所の低速陽電子実験施設では、リニアックベースの大強度低速陽電子パルスビームを共同利用に供してきた。しかし一般的な陽電子消滅測定に用いる場合、現行のパルス時間構造では一パルスあたりの陽電子数が多いため、パイルアップの問題により効率の良い測定ができなかった。そこでパルス幅を4桁広げるためのストレッチセクションの建設を行っている。本施設でのパルスストレッチは、ペニングトラップ型を基本にしている。本施設の特徴である試料の接地電池接続を確保するためには、ビームエネルギーを5keV以上に保ったまま行う必要があり、蓄積電極の電圧を全体的に昇圧できる構造にすることでこれを実現している。現在までに蓄積部の電極をビームラインダクトに挿入する作業は完了しており、高周波電源の構築を進めている。
