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論文

Development on laser cutting technique to suppress spatter particles aiming at disposal of radio-active waste

直江 崇; 勅使河原 誠; 二川 正敏; 水谷 春樹; 村松 壽晴; 山田 知典; 牛塚 悠司*; 田中 伸厚*; 山崎 和彦*

Proceedings of 8th International Congress on Laser Advanced Materials Processing (LAMP 2019) (Internet), 5 Pages, 2019/05

レーザー切断は、J-PARC核破砕中性子源標的容器等の放射性廃棄物の減容処分方法の1つである。レーザーによる切断は、非接触で実施されるため従来の機械切断方法等と比較して遠隔操作による切断作業に適している。しかしながらレーザーは、切断時に生じる放射性物質を含むスパッタやヒュームの飛散が、周囲に汚染を広げるデメリットがある。近年、レーザー溶接において、ビームプロファイルの制御によるスパッタ飛散の低減技術が開発された。レーザー切断に本技術を適用する手始めとして、レーザー切断時における溶融部の挙動について物理モデルを構築するために、高速度ビデオカメラを用いて溶融部を可視化した。その結果、ヒュームとスパッタの発生は、時間的に独立していることを確認した。

論文

Growth of single-phase nanostructured Er$$_2$$O$$_3$$ thin films on Si (100) by ion beam sputter deposition

Mao, W.*; 藤田 将弥*; 近田 拓未*; 山口 憲司; 鈴木 晶大*; 寺井 隆幸*; 松崎 浩之*

Surface & Coatings Technology, 283, p.241 - 246, 2015/12

 被引用回数:2 パーセンタイル:87.69(Materials Science, Coatings & Films)

イオンビームスパッタ蒸着法では初めて、成膜温度973K、成膜時の真空度10$$^{-5}$$Pa未満という条件で、Si (100)基板上に単相のEr$$_2$$O$$_3$$(110)薄膜を作製することに成功した。Erのシリサイドが反応時に生成するものの1023Kでの加熱アニールにより、E$$_2$$O$$_3$$の単相膜に変化し、エピタキシャル成長することを反射高速電子線回折法(RHEED)やX線回折法(XRD)などの手法によって確認した。

論文

イオンビームスパッタ成長法

山口 憲司

シリサイド系半導体の科学と技術, p.113 - 121, 2014/09

本稿は、イオンビームと固体との相互作用に起因するスパッタリング現象について概説したのち、これを薄膜創製に応用したイオンビームスパッタ蒸着法の説明をしている。さらに、イオンビームスパッタ蒸着装置に基板表面処理用のイオン照射系を備えた実験装置の構成例を示したうえで、本手法によってシリコン基板上に作製された鉄シリサイド半導体薄膜の特徴を解説した。実験結果が示すところでは、薄膜は基板に対して高配向した連続膜であり、しかも、基板との間に非常に鮮明な界面を形成することも分かった。

論文

Effect of thermal annealing on the photoluminescence from $$beta$$-FeSi$$_2$$ films on Si substrate

山口 憲司; 志村 憲一郎; 鵜殿 治彦*; 笹瀬 雅人*; 山本 博之; 社本 真一; 北條 喜一

Thin Solid Films, 508(1-2), p.367 - 370, 2006/06

 被引用回数:12 パーセンタイル:47.99(Materials Science, Multidisciplinary)

成膜後の加熱処理が$$beta$$-FeSi$$_2$$薄膜からの発光(PL)特性に与える影響をより詳細に調べるために、作製した薄膜試料をさまざまなアニール条件で処理した。試料の作製はイオンビームスパッタ蒸着(IBSD)法もしくは分子線エピタキシー(MBE)法によった。いずれの製法でも、蒸着速度は0.5nm min$$^{-1}$$とほぼ同程度で、膜厚は50-100nmであった。また、PL測定は1100-1700nmの波長範囲で行った。測定の結果、最も強いPL強度を示すのは、IBSD法で作製した試料を1153Kにて$$>$$10$$^{-4}$$Pa程度の真空中でアニールした場合であることがわかった。この場合、測定温度150K以下では、温度が増加してもPL強度はさほど減少しない。しかし、150K以上になると、温度の増加とともに急激に減少するとともに、ピーク位置も低エネルギー側へシフトすることがわかった。一方、超高真空(10$$^{-7}$$Pa)下でアニールをした場合、アニールによりPL強度は著しく減少した。さらに、透過型電子顕微鏡による断面組織観察によって、高温での真空アニールによりシリサイド膜は数10nm程度の粒状となり、周囲をSiにより取り囲まれてしまうこともわかった。MBE法により成膜した鉄シリサイド膜についてもPL特性を調べたが、概して強度は弱く、また、アニールによる強度の増加もごくわずかであった。

論文

Characterization of photoluminescence of $$beta$$-FeSi$$_2$$ thin film fabricated on Si and SIMOX substrate by IBSD method

志村 憲一郎; 山口 憲司; 笹瀬 雅人*; 山本 博之; 社本 真一; 北條 喜一

Vacuum, 80(7), p.719 - 722, 2006/05

 被引用回数:9 パーセンタイル:63.09(Materials Science, Multidisciplinary)

イオンビームスパッタ蒸着(IBSD)法により作製した$$beta$$-FeSi$$_2$$薄膜の発光特性に及ぼす、$$beta$$-FeSi$$_2$$の構造や表面組成の影響を調べた。本手法により、あらかじめNe$$^+$$イオンによりスパッタ洗浄したSi(100)表面上にFeを蒸着させることにより、973Kにて高配向性の$$beta$$-FeSi$$_2$$薄膜を作製した。用いた基板はSi(100)単結晶基板、及び、酸化物絶縁層上に100nm程度のSi(100)層を有するSIMOXと称する基板である。発光測定は、6-300Kの温度範囲で行った。いずれの基板上の$$beta$$-FeSi$$_2$$も6-50Kで0.83eV付近に鮮明な発光ピークを有し、その強度もほぼ同程度であった。しかし、Si(100)基板上に作製した$$beta$$-FeSi$$_2$$薄膜は、1153K,真空中($$>$$10$$^{-6}$$Torr)でのアニールにより発光強度が劇的に増加したのに対し、SIMOX上で成膜した薄膜の発光強度は、アニールにより逆に減少した。いずれの薄膜もアニールにより大きくその構造が大きく変貌することが透過型電子顕微鏡による断面組織観察により明らかになった。さらに、X線光電子分光法による組成分析によると、SIMOX基板の場合にはシリサイド層直下の酸化物層から酸素が侵入することもわかった。こうした構造上、組成上の変化が観測された発光特性の変化と深く関係していると思われる。

論文

Photoluminescence of $$beta$$-FeSi$$_2$$ thin film prepared by ion beam sputter deposition method

志村 憲一郎; 山口 憲司; 山本 博之; 笹瀬 雅人*; 社本 真一; 北條 喜一

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 242(1-2), p.673 - 675, 2006/01

 被引用回数:6 パーセンタイル:54.35(Instruments & Instrumentation)

イオンビームスパッタ蒸着(IBSD)法により作製した$$beta$$-FeSi$$_2$$薄膜の発光特性を調べ、本手法による$$beta$$-FeSi$$_2$$としては初めて、100K以下の温度にて0.77及び0.83eV付近に発光ピークを観測した。さらに1153Kで24時間以上アニールすることにより、ピーク位置は0.81eVへとシフトするものの、6Kでの発光強度は1桁以上増加した。アニール前の発光スペクトルは100K以上で消光してしまったのに対し、アニール後は、室温付近まで発光を観測することができた。

論文

Modification of thin SIMOX film into $$beta$$-FeSi$$_2$$ via dry processes

志村 憲一郎; 山口 憲司; 笹瀬 雅人*; 山本 博之; 社本 真一; 北條 喜一

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 242(1-2), p.676 - 678, 2006/01

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Instruments & Instrumentation)

絶縁性の酸化物層上に100nm程度のSi層を有するSIMOX基板を用い、イオンビームスパッタ蒸着法によるドライ・プロセスで$$beta$$-FeSi$$_2$$層を絶縁層上に作製することを試みた。しかし、Feターゲットを用いてSi層をシリサイド化させる過程で、直下の酸化層から酸素が拡散することがわかった。そこで、このシリサイド層をテンプレートとし、この上にFeSi$$_2$$ターゲットを用いて蒸着を行うことで、酸素の混入がほとんどない厚膜のシリサイド層の作製が可能になった。

論文

Effect of target compositions on the crystallinity of $$beta$$-FeSi$$_2$$ prepared by ion beam sputter deposition method

山口 憲司; 部家 彰*; 志村 憲一郎; 勝俣 敏伸*; 山本 博之; 北條 喜一

Thin Solid Films, 461(1), p.17 - 21, 2004/08

 被引用回数:4 パーセンタイル:73.56(Materials Science, Multidisciplinary)

$$beta$$-FeSi$$_2$$は、Si基板へのエピタキシャル成長が可能で、新しい光エレクトロニクス用半導体への期待から大きな関心を集めている。その結晶構造は、合成時におけるFeとSiの原子比に大きく依存するため、本研究では、Fe,Fe$$_2$$Si,FeSi$$_2$$といった種々の組成比を有するターゲット材料を用い、イオンビームスパッタ蒸着法によりSi(100)基板上への$$beta$$-FeSi$$_2$$薄膜の合成を試みた。実験結果によると、FeSi$$_2$$ターゲットの場合、Siリッチな相である$$alpha$$-FeSi$$_2$$ (Fe$$_2$$Si$$_5$$)が支配的であった。一方、Feターゲットの場合は、(100)面に配向した$$beta$$-FeSi$$_2$$相が873-973 Kで観測された。FeSi$$_2$$ターゲットではSiはターゲットと基板の双方より供給されるため、必然的にSiリッチとなり$$beta$$相が維持できなくなると考えられた。しかし、一方で、Feターゲットの場合でも、膜厚が100nmになると多結晶質になることがわかった。これらの事実は$$beta$$-FeSi$$_2$$のエピタキシャル成長にとってFeとSiの原子比が重要であることを示していると考えられ、そこで中間的な組成を有するFe$$_2$$Siターゲットを採用したところ、120nm程度の高配向性の$$beta$$-FeSi$$_2$$膜を作製することができた。

論文

Effect of substrate temperature and deposited thickness on the formation of iron silicide prepared by ion beam sputter deposition

山口 憲司; 原口 雅晴*; 勝俣 敏伸*; 志村 憲一郎; 山本 博之; 北條 喜一

Thin Solid Films, 461(1), p.13 - 16, 2004/08

 被引用回数:10 パーセンタイル:51.24(Materials Science, Multidisciplinary)

イオンビームスパッタ蒸着法により、773-973Kの温度範囲で、Si(100)基板上にFe蒸着膜厚8-30nmの$$beta$$-FeSi$$_2$$薄膜を作製した。X線回折による分析の結果、本研究の条件下では$$beta$$-FeSi$$_2$$相が支配的であることがわかった。薄膜の電気特性については、蒸着の前後で電気特性がほとんど変わらなかったことから、圧倒的に基板の電気伝導度が大きいと考えられた。最良の結晶特性を有する薄膜は、基板温度; 873K, Fe蒸着膜厚; 15nm、もしくは、温度; 973K, 膜厚; 30nmという条件下で得られた。これを換言すれば、前述の条件よりも高温もしくは低膜厚条件下では、金属相である$$alpha$$-FeSi$$_2$$相が混在するようになる一方で、低温,高膜厚条件下では$$beta$$-FeSi$$_2$$相は多結晶質になった。これらの事実は、Si原子とFe原子による相互拡散、ならびに、その拡散を抑制するシリサイド層が、結晶成長に重要な影響を及ぼすことを示唆している。

論文

The Role of sputter etching and annealing processes on the formation of $$beta$$-FeSi$$_{2}$$ thin films

志村 憲一郎; 勝俣 敏伸*; 山口 憲司; 山本 博之; 北條 喜一

Thin Solid Films, 461(1), p.22 - 27, 2004/08

 被引用回数:7 パーセンタイル:60.74(Materials Science, Multidisciplinary)

$$beta$$-FeSi$$_{2}$$は、自然界に多く存在している鉄とシリコンから構成されており、また製造段階で毒性の強い薬品を多用しないため、次世代の環境半導体として注目されている。また、その特性は、現在の光通信技術を進歩させるに十分なものとされる。しかしながら、現在その合成法は未発達な状態にある。Si基板上に$$beta$$-FeSi$$_{2}$$をエピタキシャル成長させるうえで、その作製法は数多くあるが、われわれはイオンビームスパッタ蒸着(IBSD)法を採用している。実用的な$$beta$$-FeSi$$_{2}$$のデバイス化で必要なことは、単結晶薄膜を得ることである。鉄蒸着前のSi表面の状態は、薄膜の結晶性に大きく影響を及ぼすと考えられる。本研究では、ネオンイオンによるスパッタ・エッチング及び照射後、1073K, 1時間程度の熱処理を行いFeの蒸着を行った。最適なスパッタ・エッチングの条件を模索するため、ネオンイオンエネルギーを1$$sim$$4keV、フルエンスを0.3$$times$$10$$^{19}$$$$sim$$30$$times$$10$$^{19}$$ions/m$$^{2}$$と変化させ薄膜作製を行った。作製された薄膜は、X線回折法を用いその結晶性を評価し、スパッタ・エッチング条件の変化が薄膜にいかに影響を及ぼすかを調べた。その結果、エネルギー1keV, フルエンス3$$times$$10$$^{19}$$ions/m$$^{2}$$程度が最適であると結論づけられた。

論文

First wall issues related with energetic particle deposition in a tokamak fusion power reactor

飛田 健次; 西尾 敏; 小西 哲之; 佐藤 正泰; 田辺 哲朗*; 正木 圭; 宮 直之

Fusion Engineering and Design, 65(4), p.561 - 568, 2003/07

 被引用回数:19 パーセンタイル:21.53(Nuclear Science & Technology)

核融合出力2GWのトカマク炉を想定して、プラズマから逃げ出す高エネルギーイオンの粒子束を定量評価し第一壁に及ぼす影響を検討した。高エネルギーアルファ粒子の粒子束は最大2$$times$$10$$^{18}$$m$$^{-2}$$s$$^{-1}$$に達し、タングステンアーマに対する損耗率は約20$$mu$$m/yrとなる。このことは、タングステンアーマがサイクル期間(約2年)中、残存するためには少なくとも100$$mu$$mの厚さが必要であることを示している。プラズマ中のD-D反応によって生成するトリチウムイオンが軌道損失によって壁に捕捉される量は7.5g/yrであり、トリチウム経済上は無視できる。トリチウムイオン粒子束は10$$^{15}$$-10$$^{16}$$m$$^{-2}$$s$$^{-1}$$となり大きな値ではないが、このような粒子束の高エネルギー水素イオン照射による材料の変質については理解されておらず、実験による材料健全性の確認が必要になることを指摘した。

論文

Fabrication and stability of binary clusters by reactive molecular ion irradiation

山本 博之; 斉藤 健

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 206(1-4), p.42 - 46, 2003/05

 被引用回数:13 パーセンタイル:32.98(Instruments & Instrumentation)

分子イオンを固体表面に照射すると1$$mu$$A/cm$$^{2}$$程度の電流密度においても単原子イオンを照射した場合に比べてクラスター生成効率が非常に高くなることが従来までのわれわれの成果により明らかとなっている。本研究においてはこの現象を応用し、C$$_{6}$$F$$_{5}^{+}$$等の分子イオンをSi(100),B等の表面に照射することによりSi$$_{n}$$C$$_{m}$$,B$$_{n}$$C$$_{m}$$等の二成分クラスターの生成に成功した。得られたクラスターの中でも、Si$$_{n}$$C$$_{m}$$についてはいずれの原子数からなるクラスターについてもC原子を2個以上含むものはほとんど観測されなかった。これはC原子が2個以上クラスター内に含まれる場合、その構造が大きく歪むためと考えられる。一方B$$_{n}$$C$$_{m}$$ではこのような傾向は見られずほぼ任意の組成比でクラスターが得られた。以上の結果からクラスター生成において構造の安定性が大きく影響することを明らかにした。

論文

Characterization of air-exposed surface $$beta$$-FeSi$$_{2}$$ fabricated by ion beam sputter deposition method

斉藤 健; 山本 博之; 山口 憲司; 仲野谷 孝充; 北條 喜一; 原口 雅晴*; 今村 元泰*; 松林 信行*; 田中 智章*; 島田 広道*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 206, p.321 - 325, 2003/05

 被引用回数:7 パーセンタイル:51.73(Instruments & Instrumentation)

放射光を利用したX線光電子分光法(XPS)を用い、$$beta$$-FeSi$$_{2}$$の表面酸化過程を解析した。Si(111)基板表面に$$beta$$-FeSi$$_{2}$$を生成後、約2日間大気曝露を行い、表面酸化を試みた。XPSによりシリサイド表面の非破壊深さ方向分析を行った結果、シリサイドはアイランド状の構造をとっており、基板のSi表面も一部露出した構造をとっていることが明らかとなった。シリサイド精製時のアニール温度や初期膜厚の違いにより、表面組成が異なることが明らかとなった。シリサイド表面がSiリッチな状態の試料に関し表面酸化を行った場合には、表面に非常に薄いSiO$$_{2}$$薄膜が生成し、シリサイドがほとんど酸化されなかった。しかしながら、Feリッチな試料の場合にはシリサイドが著しく酸化されることが確認された。このことから、表面付近に生成するSiO$$_{2}$$酸化物相がシリサイド薄膜の酸化保護膜として機能していることが推測された。

論文

Effect of surface treatment of Si substrate on the crystal structure of FeSi$$_{2}$$ thin film formed by ion beam sputter deposition method

原口 雅晴*; 山本 博之; 山口 憲司; 仲野谷 孝充; 斉藤 健; 笹瀬 雅人*; 北條 喜一

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 206, p.313 - 316, 2003/05

 被引用回数:17 パーセンタイル:24.63(Instruments & Instrumentation)

環境半導体,$$beta$$-FeSi$$_{2}$$は環境に配慮した元素から構成され、受発光素子・熱電変換素子などへの応用が期待される材料である。本研究ではSi基板の表面処理法が成膜した$$beta$$-FeSi$$_{2}$$の結晶性に及ぼす影響を検討することを目的として、高温加熱処理,スパッタ処理,化学処理の3種の異なる方法で処理した基板を用いてそれぞれFeをスパッタ蒸着し成膜を試みた。得られたX線回折スペクトルから、高温加熱処理した基板を用いた場合は成膜温度973Kにおいて$$beta$$相ではあるものの種々の結晶方位が混在する膜となった。一方スパッタ処理,化学処理による基板の場合ではいずれも比較的良好な結晶性を持つ$$beta$$-FeSi$$_{2}$$膜が得られた。透過型電子顕微鏡による薄膜断面の像からもそれぞれの基板処理法によって基板表面の構造とともに膜の結晶性が変化することを示すとともに、簡易な処理法であるスパッタ処理においても結晶性が良好であることを明らかにすることができた。なおホール効果測定によるキャリア密度との関係についても併せて議論を行った。

論文

IBSD法による次世代半導体材料($$beta$$-FeSi$$_2$$膜)の開発

部家 彰*; 原口 雅晴*; 山本 博之; 齊藤 健*; 山口 憲司; 北條 喜一

石川県工業試験場平成14年度研究報告, (52), p.9 - 12, 2003/00

環境半導体である鉄シリサイド($$beta$$-FeSi$$_2$$)をイオンビームスパッタ蒸着(IBSD)法により生成した。ターゲットにFe$$_2$$Siを用い、Fe$$_2$$Si蒸着膜厚を変化させたときのFeSi$$_2$$膜の結晶構造及びSi, Fe濃度分布の変化から、成長機構を検討した。その結果、Fe$$_2$$Si蒸着量によりFeSi$$_2$$膜の結晶構造が異なり、それはFeに対するSiの供給量に依存すること、また、Fe$$_2$$Siターゲットを用いることにより、膜厚100nm程度の(100)優先配向性の$$beta$$-FeSi$$_2$$膜が生成できることを示した。

論文

$$beta$$-FeSi$$_{2}$$薄膜の結晶構造におけるSi基板処理効果

原口 雅晴; 山本 博之; 山口 憲司; 笹瀬 雅人*; 仲野谷 孝充; 斉藤 健; 北條 喜一

真空, 45(10), p.749 - 753, 2002/10

環境半導体,$$beta$$-FeSi$$_{2}$$は人体への悪影響が少なく、資源も豊富に存在する元素からなる環境に配慮した材料であり、受発光素子・熱電変換素子などへの応用が期待されている。本研究ではSi基板の表面処理法が成膜した$$beta$$-FeSi$$_{2}$$の結晶性に及ぼす影響を検討することを目的として、高温加熱処理,スパッタ処理,化学処理の3種の異なる方法で処理した基板を用いてそれぞれFeをスパッタ蒸着し成膜を試みた。得られたX線回折スペクトルから、高温加熱処理した基板を用いた場合は成膜温度973Kにおいて$$beta$$相ではあるものの種々の結晶方位が混在する膜となった。一方スパッタ処理,化学処理による基板の場合ではいずれも比較的良好な結晶性を持つ$$beta$$-FeSi$$_{2}$$膜が得られた。スパッタ処理法は簡易ではあるが表面に欠陥が残ることが予想される。この処理法によって原子レベルで平滑な表面が得られる化学処理と同等以上の膜が得られたことは、基板表面における拡散・反応過程が重要な過程となる本成膜法では欠陥の存在がFe-Si相互拡散を促進させ、薄膜形成に有利に働いたことを示している。

論文

Measurement of the chemical sputtering yields of CH$$_{4}$$/CD$$_{4}$$ and C$$_{2}$$H$$_{x}$$/C$$_{2}$$D$$_{x}$$ at the carbon divertor plates of JT-60U

仲野 友英; 久保 博孝; 東島 智; 朝倉 伸幸; 竹永 秀信; 杉江 達夫; 伊丹 潔

Nuclear Fusion, 42(6), p.689 - 696, 2002/06

 被引用回数:45 パーセンタイル:18.89(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60Uの炭素材ダイバータ板におけるCH$$_{4}$$,CD$$_{4}$$,C$$_{2}$$H$$_{x}$$及びC$$_{2}$$D$$_{x}$$の化学スパッタリング率を測定した。CH$$_{4}$$,CD$$_{4}$$,C$$_{2}$$H$$_{x}$$及びC$$_{2}$$D$$_{x}$$分子の発生量を求めるためにCH,CD及びC$$_{2}$$分子からのバンド光を分光測定した。ダイバータ板への水素イオン束に対する炭化水素分子発生量で定義される化学スパッタリング率は、ダイバータ板の表面温度が約360,420及び540Kにおいて、CH$$_{4}$$については約1%,1-2%及び2-3%,C$$_{2}$$H$$_{x}$$については約2%,4%及び7%であった。ダイバータ板への水素イオン束が増加すると、水素イオン束の-0.15~-0.33乗に比例して化学スパッタリング率は減少した。いずれの分子種及び表面温度においても、重水素イオンによる化学スパッタリング率は、軽水素イオンによる化学スパッタリング率の約1.2倍であった。C$$_{2}$$H$$_{x}$$及びC$$_{2}$$D$$_{x}$$が起源の炭素原子数は、化学スパッタリングで発生した炭素原子数の約80%を占めることがわかった。

論文

Sputtering of nano-crystalline gold by high energy heavy ions

松波 紀明*; 左高 正雄; 岩瀬 彰宏; 稲見 隆*; 小檜山 守*

Journal of Nuclear Materials, 302(2-3), p.206 - 210, 2002/04

 被引用回数:8 パーセンタイル:49.64

物質に対する放射線の効果において、結晶粒の大きさと電子励起との2つの効果を調べるために、ナノ結晶の金と多結晶の金について高エネルギー重イオンによるスパッタリング収率の測定を行った。その結果2つの試料に対するスパッタリング収率は有意な差が見られなかった。また、その収率は弾性衝突カスケードによる計算値と一致し、電子励起効果は見えなかった。

論文

Electronic sputtering of oxides by high energy heavy ion impact

松波 紀明*; 左高 正雄; 岩瀬 彰宏

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 193(1-4), p.830 - 834, 2002/01

 被引用回数:22 パーセンタイル:19.16(Instruments & Instrumentation)

原研タンデム加速器からの高エネルギー重イオンを酸化物に照射し、電子励起によるスパッタリング収量を測定した。照射試料はSrCeO$$_{3}$$とSiO$$_{2}$$を用いた。スパッタリング収量は炭素薄膜法を用いて測定した。スパッタリング収量は弾性散乱カスケードによる計算値と比べて、どちらの試料も約1000倍大きいことがわかった。また、収量は電子的阻止能Seに対してSe$$^{n}$$の形で表せ、$$n$$は2-3であることがわかった。

論文

イオンビームスパッタリング法による高配向$$beta$$-FeSi$$_{2}$$の作製

仲野谷 孝充; 笹瀬 雅人*; 山本 博之; 斉藤 健; 北條 喜一

真空, 45(1), p.26 - 31, 2002/01

イオンビームスパッタリング法を用いて、次世代化合物半導体として期待の高い$$beta$$-FeSi$$_{2}$$のエピタキシャル成長薄膜の作製を試みた。最適な作製条件を決定するため、Fe蒸着中のSi基板の温度及び、蒸着するFeの量を変化させて実験を行った。形成されたシリサイド薄膜の結晶性と表面の形状はそれぞれ、X線回折法と走査型電子顕微鏡にて評価した。結果、Fe蒸着量33mn,Si基板温度700$$^{circ}C$$$$beta$$-FeSi$$_{2}$$のエピタキシャル性の良好な薄膜作製に成功した。一方、700$$^{circ}C$$以上では高温相である$$beta$$-FeSi$$_{2}$$が形成され、温度の上昇に伴い増加した。さらに基板温度を固定して蒸着量を変化させた実験から、$$alpha$$相の生成は基板温度だけでなく、Feの蒸着量にも大きく依存することを明らかにした。

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