Characterization and optimization of ultra slow muon beam at J-PARC/MUSE; A Simulation study

Pant, A. D.*; 髭本 亘; 三宅 康博; 他8名*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 929, p.129 - 133, 2019/06

https://doi.org/10.1016/j.nima.2019.02.065

J-PARCにおいて超低速ミュオン顕微鏡の開発を行っている。モンテカルロシミュレーションを行った結果、これまでに試料位置での漏れ磁場の影響があることが示されていた。この影響を最小化するために、四重極電場のバランスを崩したチューニングを行った。これによるビーム輸送に関して、実験エリアU1Aにおけるビームサイズ、時間およびエネルギー分解能等に関しての特性調査と最適化を報告した。

Defect layer in SiO-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

https://doi.org/10.1016/j.physb.2005.12.091

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。

Structural defects in SiO/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

https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2004.10.085

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。

Production and recovery of defects in phosphorus-implanted ZnO

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

https://doi.org/10.1063/1.1821636

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。

Effect of radiation damage on luminescence of erbium-implanted SiO/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

https://doi.org/10.1016/S0969-806X(00)00228-0

1.54m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。

セラミックスの低速トライボロジー特性

林 和範; 加納 茂機

PNC TN9410 98-049, 55 Pages, 1998/03

PNC-TN9410-98-049.pdf:3.33MB

高速炉の中間熱交換器等の大型重量機器のサポート構造部を、熱応力を回避するスライド型サポート構造とすることの可能性を考え、スライド部に適用可能と考えられるセラミックス材料および超硬材料について、常温大気中および高温窒素雰囲気中での低速のトライボロジー試験を行い摩擦特性の調査を行った。その結果、1)常温大気中での低速の摺動において、セラミックスおよび超硬合金はステンレスよりも低い摩擦係数を示すこと、表面あらさが大きいと摩擦抵抗が大きいこと、ラップ仕上面では炭化ケイ素同士の組み合わせが低い摩擦係数を示すことが確認された。2)同種材料での相対変位速度を変えて行った摩擦試験から、セラミックスおよび超硬合金は、ステンレスに比して広範な速度域で安定に低い摩擦係数を示すこと、セラミックスの中でもPSZが最も小さい摩擦係数を示すこと、また炭化ケイ素はどの相対変位速度でも安定した摩擦係数を示すことが明らかとなった。3)高温窒素雰囲気中ではステンレス同士の摩擦係数は1より大きくなるのに対し、セラミックス(炭化ケイ素,窒化ケイ素)同士では常温大気中とほとんど変わらない摩擦係数を示すことが明らかとなった。4)高温窒素雰囲気中の往復摺動試験においても、ステンレスの摩擦係数は1より大きい値を持続するのに対し、セラミックスでは欠けに代表されるような激しい損傷が発生してもこのような大きな摩擦係数には達しないことが明らかとなった。

Isotope effect between hydrogen and deuterium ion irradiation on titanium carbide (TiC) at low temperature

北條 喜一; 古野 茂実; 大津 仁*; 出井 数彦*; 笹嶋 尚彦*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, 127-128, p.203 - 207, 1997/00

低速イオン照射にともなうTiC結晶の構造変化とその電子状態を電界放出型電子顕微鏡と透過電子エネルギー損失分光装置(EELS)を用いて観察・測定した。その結果、18Kにおける水素照射で非晶質相の形成を観察した。又、EELSによる測定からTiC結晶のプラズモン損失ピークが0.6eV低エネルギー側にシフトすることを初めて見い出した。この変化は重水素照射では観察・測定できなかった。又、非晶質相の再結晶化温度を測定した結果、約1173Kであることを明らかにした。

原研におけるポジトロンファクトリー計画の検討,IX; 施設の概念検討

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。

Investigation on the positron factory project at JAERI, VIII; Simultaneous extraction of multi-channel monoenergetic positron beams using an electron linac

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。

ポジトロンファクトリー計画の現状

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100150MeV、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。