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論文

External exposure dose estimation by electron spin resonance technique for wild Japanese macaque captured in Fukushima Prefecture

岡 壽崇; 高橋 温*; 小荒井 一真; 光安 優典*; 木野 康志*; 関根 勉*; 清水 良央*; 千葉 美麗*; 鈴木 敏彦*; 小坂 健*; et al.

Radiation Measurements, 134, p.106315_1 - 106315_4, 2020/06

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

ニホンザルのエナメル質中に誘起された炭酸ラジカルと吸収線量の関係(検量線)を電子スピン共鳴(ESR)法で調べた。ニホンザルのエナメル質のESR測定で検出できる線量の下限(検出限界)は33.5mGyであり、ヒトのエナメル質の検出限界と同等であった。作成した検量線を用いて、福島県で捕獲した7頭の野生ニホンザルの線量を評価したところ、45mGyから300mGyの被ばくをしていることがわかった。

論文

複数ピークからなるESRスペクトルのピーク分離解析

菊地 正博; 永田 夏樹*; 菰田 聖一*; 亀谷 宏美*; 鵜飼 光子*; 小林 泰彦

食品照射, 50(1), p.13 - 19, 2015/10

照射食品に誘導されたフリーラジカルの不対電子の緩和時間は、ラジカル相互作用の指標となる。連続波(CW-)ESRを用いる場合、1本線のピークに対してはLund法のシミュレーションで緩和時間を計算できる。複数ピークからなるCW-ESRスペクトルにおいて緩和時間を求めるため、ピーク分離法を検討した。緩和時間はパルスESRで直接測定可能である。CW-ESRで複数ピークとなるスペクトルに対して、そのままLund法のシミュレーションを適用して、照射アミノ酸の緩和時間を求めたところ、パルスESRの測定結果とは全く異なっていた。複数ピークをもつ照射アミノ酸のスペクトルに対してGaussianピークとしてフィッティング後、それぞれのピークに対してLund法を適用して求めた緩和時間T$$_{2}$$はパルスESRで測定された値とよく一致していた。CW-ESRによる測定で複数ピークをもつESRスペクトルが得られた場合、ピーク分離後にLund法を適用する解析法は緩和時間を求める際に有効と考えられる。パルスESRで複数ピークが同じg値をもつ時、CW-ESRでラジカル構造を踏まえたピーク分離を行うと簡単に緩和時間を求められると考えられる。

論文

H$$_6$$$$^+$$ in irradiated solid $$para$$-hydrogen and its decay dynamics; Reinvestigation of quartet electron paramagnetic resonance lines assigned to H$$_2$$$$^-$$

熊田 高之; 田地川 浩人*; 高柳 敏幸*

Physical Chemistry Chemical Physics, 7(5), p.776 - 784, 2005/02

 被引用回数:11 パーセンタイル:61.72(Chemistry, Physical)

以前H$$_2$$$$^-$$と同定されていた放射線照射固体パラ水素中に観測された4本線の電子スピン共鳴(ESR)信号を再調査した。実験と理論計算値を照らし合わせた結果、4本線はH$$_2$$$$^-$$ではなくH$$_6$$$$^+$$のものであることが判明した。新しい同定のもとに、以前に測定されたオルト-パラ変換,同位体効果,量子拡散などのデータを全て解析し直した。本論文の最後には、気体水素の放射線分解ではH$$_3$$$$^+$$イオンが生じるのとは対照的に、固体水素に放射線を照射したときに生成するイオン種はH$$_6$$$$^+$$であるというモデル提案した。

論文

低温域におけるポジトロニウム形成; 浅く捕まった電子の役割

平出 哲也

放射線化学, (75), p.46 - 51, 2003/03

1980年代から低温でいろいろな物質中でポジトロニウム形成の増加現象が見られてきたが、その後、長い間、誤った解釈がされてきた。1998年、新しい機構でこの現象を説明し、予言される現象を実験により確かめてきた。このポジトロニウム形成機構を現在まで行ってきた実験結果をもとに説明し、また、この機構をもとにポジトロニウム形成の放射線化学的実験手法としての可能性についても述べ、解説する。

論文

Rotation of O$$_2$$ molecules in solid D$$_2$$ and HD; An Electron spin resonance study

熊田 高之

Journal of Chemical Physics, 117(22), p.10133 - 10138, 2002/12

 被引用回数:6 パーセンタイル:80.94(Chemistry, Physical)

本研究室の所有する極低温高圧用電子スピン共鳴分光法を用いて、固体D$$_2$$,HD中における酸素分子の束縛回転とその圧力依存性を調べた。モル体積が減少するにもかかわらず、O$$_2$$分子はHDからD$$_2$$への同位体置換及びD$$_2$$中でも圧力が高くなるほど回転しづらくなることが判明した。これらの圧力及び同位体置換効果はD$$_2$$及びHD中におけるO$$_2$$分子の捕捉サイトが歪んでいるためであると考えられる。より質量の大きい水素に置換、または圧力が高くなるにつれて固体水素の圧縮率は減少し、捕捉サイトの歪みも小さくなり、結果として回転しづらくなったと解釈される。

論文

ESR study on the degradation of thermal control film

岩田 稔*; 今井 文一*; 中山 陽一*; 今川 吉郎*; 杉本 雅樹; 森下 憲雄; 田中 茂

Proceedings of 23rd International Symposium on Space Technology and Science (ISTS-23), Vol.1, p.513 - 518, 2002/00

人工衛星や宇宙ステーション等の宇宙機では搭載機器や居住空間の温度制御が不可欠であり、そのために重要な役割を果たす熱制御フィルムの信頼性評価技術の開発が強く求められている。このため、本研究では熱制御フィルムの放射線劣化の新たな評価手段として電子スピン共鳴法(ESR)適用の可能性を検討した。放射線による熱制御特性低下の原因となるフィルムの着色とそのアニーリング挙動を従来の光吸収法で評価し、フィルム中に放射線照射で発生したラジカルをESRで定量した。この結果、照射やアニールによる着色度の変化はラジカル量の変化とよく一致することを見いだし、フィルムの着色はラジカルによる光吸収に起因することを突き止めた。また、放射線で発生したラジカルは、空気中の酸素により急速に消滅すること,ガラス転移温度以下の加熱によっても消滅することを明らかにした。これらの結果から、宇宙用熱制御フィルムの耐放射線性評価法としてESRは極めて有効であると結論できる。

論文

Silicon vacancies in 3C-SiC observed by positron lifetime and electron spin resonance

河裾 厚男; 森下 憲雄; 大島 武; 岡田 漱平; 伊藤 久義; 吉川 正人; 梨山 勇; 吉田 貞史*; 奥村 元*

Applied Physics A, 67(2), p.209 - 212, 1998/00

 被引用回数:39 パーセンタイル:17.05(Materials Science, Multidisciplinary)

陽電子寿命及び電子スピン共鳴測定が、1MeV電子線照射した3C-SiCについて行われた。陽電子寿命と電子スピン共鳴の強度比較より、我々は、マイナス1価にチャージしたシリコン原子空孔の同定に成功した。シリコン原子空孔における陽電子寿命が、188psと初めて決定された。この値は、Brauer等によって与えられた理論値と良く一致している。マイナス1価のシリコン原子空孔による捕獲係数も算出された。

論文

Magnetic properties of layered perovskites NaLnTiO$$_{4}$$(Ln=Sm,Eu,and Gd)

手塚 慶太郎*; 日夏 幸雄*; 正木 信行; 佐伯 正克

Journal of Solid State Chemistry, 138(2), p.342 - 346, 1998/00

 被引用回数:16 パーセンタイル:45.06(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

層状ペロブスカイト化合物NaLnTiO$$_{4}$$(Ln=Sm,Eu,Gd)の磁気的性質を調べた。4.5から320Kの温度範囲で、帯磁率測定を行った。室温において$$^{151}$$Euメスバウア分光及びGd$$^{3+}$$の電子スピン共鳴(ESR)スペクトルの測定も行った。NaEuTiO$$_{4}$$はVan Vleck常磁性を示し、これはスピン軌道相互作用定数$$lambda$$=323cm$$^{-1}$$を持つEu$$^{3+}$$イオンの1重項基底状態$$^{7}$$F$$_{0}$$によるものと解析された。NaSmTiO$$_{4}$$はVan Vleck常磁性を示しNaGdTiO$$_{4}$$の磁化率はCurie則に従った。NaEuTiO$$_{4}$$のメスバウアスペクトルは、Euが3価で存在することを示した。NaGdTiO$$_{4}$$のESRスペクトルから、この化合物中のGd$$^{3+}$$のg値は1.99であることがわかった。磁化率測定とESR測定より、NaGdTiO$$_{4}$$中のGdイオンは結晶場の影響をほとんど受けていないことが示された。

論文

Characterization of defects in electron irradiated 6H-SiC by positron lifetime and electron spin resonance

河裾 厚男; 伊藤 久義; 岡田 漱平; D.Cha*

Mater. Sci. Forum, 264-268, p.611 - 614, 1998/00

3MeV電子線照射によって6H-SiC中に生ずる欠陥の性質を陽電子寿命と電子スピン共鳴により研究した。陽電子寿命測定から、照射により空孔型欠陥が生成していることが見出された。一方、三種類の電子スピン共鳴吸収スペクトルが観測された。陽電子寿命と電子スピン共鳴のアニール特性を比較することにより、観測された電子スピン共鳴スペクトルが空孔型欠陥に起因していることが明らかになった。欠陥の構造モデルとアニール機構について可能な説明を加える。

論文

Characterization of defects in silicon carbide irradiated with high energy particles

伊藤 久義; D.Cha*; 磯谷 順一*; 河裾 厚男; 大島 武; 岡田 漱平; 梨山 勇

Proceedings of 3rd International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Application, p.28 - 33, 1998/00

電子線や原子炉中性子を照射した六方晶炭化珪素(6H-SiC)半導体単結晶における欠陥の構造とアニール挙動を電子スピン共鳴(ESR)法を用いて調べた。照射n型6H-SiCにおいては、照射欠陥に起因する3種類のESR信号(NA,NB,NC)を見い出した。一方、照射p型6H-SiCでは、2種類のESR信号(PA,PB)が検出された。解析の結果、NA及びPA信号は同一の欠陥(Si単一空孔)に起因することが解った。NB,NC信号は、電子スピン2個の微細相互作用により説明でき、各々Si空孔-格子間原子対、二重空孔に起因すると推測される。PB信号については、$$^{29}$$Si核スピンとの超微細相互作用による構造が観測された。角度依存性等の解析の結果より、PB中心はC単一空孔であると結論できる。また、等時アニールの結果、NB,NC中心は各々約800$$^{circ}$$C、約200$$^{circ}$$C、PB中心は約150$$^{circ}$$Cで消失することが解った。

論文

Characterization of residual defects in cubic silicon carbide subjected to hot-implantation and subsequent annealing

伊藤 久義; 大島 武; 青木 康; 安部 功二*; 吉川 正人; 梨山 勇; 奥村 元*; 吉田 貞史*; 上殿 明良*; 谷川 庄一郎*

Journal of Applied Physics, 82(11), p.5339 - 5347, 1997/12

 被引用回数:13 パーセンタイル:41.16(Physics, Applied)

室温から1200$$^{circ}$$Cの広い温度範囲での窒素(N$$_{2+}$$)及びアルミニウム(Al$$^{+}$$)のイオン注入により立方晶シリコンカーバイド(3C-SiC)半導体に導入される欠陥を電子スピン共鳴(ESR)、光励起発光分析(PL)、陽電子消滅(PAS)法を用いて評価した。高温注入は常磁性欠陥を減少させ注入層の結晶性を改善すると同時に、空孔クラスターの形成を誘起することが明らかになった。これらの結果は高温注入時における点欠陥の移動と結合反応によって説明することができる。さらに高温注入による欠陥の形成と消失挙動は注入温度、注入量、注入イオン種に依存することが見い出された。また、高温注入により3C-SiCに導入された欠陥のアニール挙動をESR,PL,PASを用いて調べるとともに、ホール測定、二次イオン質量分析により注入不純物のアニールによる電気的活性化や深さ方向濃度分布変化についての知見を得た。

論文

Intrinsic defects in cubic silicon carbide

伊藤 久義; 河裾 厚男; 大島 武; 吉川 正人; 梨山 勇; 谷川 庄一郎*; 三沢 俊司*; 奥村 元*; 吉田 貞史*

Physica Status Solidi (A), 162, p.173 - 198, 1997/00

 被引用回数:128 パーセンタイル:2

立方晶炭化ケイ素(3C-SiC)半導体における点欠陥の構造及びアニール挙動を明確にするために、化学気相成長法によりSi上にエピタキシャル成長させて作製した3C-SiC単結晶試料に1MeV電子線並びに2MeV陽子線等の高速粒子を照射し、照射試料の電子スピン共鳴(ESR)、光励起発光(PL)、陽電子消滅(PAS)測定を行った。この結果、Si単一空孔、C単一空孔/空孔-格子間原子対等の複数の3C-SiC固有の欠陥構造の同定に成功するとともに、それらのアニール挙動を明らかにした。さらに、これらの点欠陥が3C-SiCの電気特性や光学特性に与える影響を、ホール測定及びPL測定結果を基に議論するとともに、現在までに報告された研究結果とも対比して論術する。

論文

Characterization of defects in hot-implanted 3C-SiC epitaxially grown on Si

伊藤 久義; 青木 康; 大島 武; 吉川 正人; 梨山 勇; 奥村 元*; 吉田 貞史*

Silicon Carbide and Related Materials 1995 (Institute of Physics Conf. Series,No. 142), 0, p.549 - 552, 1996/00

化学気相成長法によりSi上にエピタキシャル成長させて作製した立方晶シリコンカーバイド(3C-SiC)単結晶に、室温から1200$$^{circ}$$Cの温度領域で窒素(N$$_{2+}$$)、アルミニウム(Al$$^{+}$$)をイオン注入し、注入後3C-SiC中に残存する欠陥を電子スピン共鳴(ESR)、光励起発光(PL)、シート抵抗測定法を用いて調べた。この結果、800$$^{circ}$$C以上の高温注入により、残留する常磁性欠陥(g~2.0030)が極めて低減できることが解った。また、高濃度Al$$^{+}$$注入(注入量≧10$$^{15}$$/cm$$^{2}$$)の場合は、Al凝集に関係すると推測される新たな常磁性欠陥(g~2.0035)が形成されることを見い出した。さらに、Nを高温注入後1660$$^{circ}$$Cまでのアニールを行った結果、シート抵抗が低下し、注入N不純物が電気的に活性化することが示された。また、アニールによる常磁性欠陥(g~2.0030)の低減が観測され、この欠陥は電子捕獲中心として働くことが示唆された。その他本論文では、発光中心として働く残留欠陥等も論述する。

論文

ESR study of hydrogen atoms in solid nitrogen

V.Shevtsov*; 正木 信行

Chemical Physics Letters, 244, p.188 - 194, 1995/09

 被引用回数:3 パーセンタイル:85.11(Chemistry, Physical)

外国人研究者招へい制度を利用して、ロシア・クルチャトフ研から研究者を招へいした際の研究成果である。低温マトリクス中の量子拡散は、低温物理、化学反応研究の両面から重要な課題である。トンネル効果により固体水素中を拡散する水素原子の実験の比較として、固体窒素中の水素原子を取り上げた。液体ヘリウム温度の固体窒素中における水素原子の生成と、その水素原子の電子スピン共鳴分光法(ESR)による研究を行った。ヨウ化水素を紫外光により光分解することで水素原子を生成した。固体窒素中のヨウ化水素の初期濃度を10$$^{-2}$$から10$$^{-4}$$として光分解を行い、水素原子をESRにより観測したが、ヨウ素原子の信号は観測できなかった。低濃度のヨウ化水素を用いた場合、捕捉された水素原子のESRスペクトルに超微細構造が観測された。シミュレーションにより、このスペクトルは固体窒素の四面体格子間サイトに捕捉された水素原子によると同定した。

論文

Hot-implantation of nitrogen and aluminumions into SiC semiconductor

伊藤 久義; 大島 武; 青木 康; 吉川 正人; 梨山 勇; 奥村 元*; 吉田 貞史*

14th Symp. on Materials Science and Engineering, Research Center of Ion Beam Technology, Hosei Univ., 0, p.147 - 150, 1995/00

化学気相生長法によりSi基板上にエピタキシャル成長させて作製した立方晶炭化ケイ素(3C-SiC)単結晶に室温から1200$$^{circ}$$Cの温度範囲で窒素(N$$_{2+}$$)、アルミニウム(Al$$^{+}$$)をイオン注入(加速エネルギー200keV)し、1660$$^{circ}$$Cまでのアニールを行い、残留する欠陥と注入不純物の電気的活性化を電子スピン共鳴(ESR)、光励起発光(PL)、シート抵抗測定により調べた。1000$$^{circ}$$CでN$$_{2+}$$を注入した試料のアニールにより、注入後残存する常磁性欠陥(g~2.0030)量が減少し、シート抵抗が低下する結果が得られ、g~2.0030欠陥が電子捕獲中心として働くことが示唆された。またAl$$^{+}$$注入試料のESR測定より、注入量が約10$$^{15}$$Al$$^{+}$$/cm$$^{2}$$以上では新たな欠陥(g~2.0035)が形成されることが解った。さらに、Al$$^{+}$$及びN$$_{2+}$$注入試料のPLスペクトルの比較から、g~2.0035欠陥は非発光中心として働くと推測される。

論文

Characterization of defects in hot-implanted $$beta$$-SiC

伊藤 久義; 青木 康; 吉川 正人; 梨山 勇; 奥村 元*; 吉田 貞史*

13th Symp. on Materials Science and Engineering, Research Center of Ion Beam Technology, Hosei Nniv., 0, p.75 - 80, 1994/12

立方晶シリコンカーバイド($$beta$$-SiC)への高温注入技術を確立する上で重要な注入欠陥に関する情報を得るために、イオン注入$$beta$$-SiC試料の電子スピン共鳴(ESR)及びフォトルミネッセンス(PL)測定を行った。ESR測定の結果、N$$_{2+}$$やAl$$^{+}$$を室温で$$beta$$-SiCに注入した場合高密度欠陥形成を示す等方的ESR信号(g~2.003)が得られた。注入温度を上昇させるとこの欠陥量は減少し、800$$^{circ}$$C以上ではほぼ一定の値を示した。注入温度800$$^{circ}$$Cは$$beta$$-SiC中の単一空孔が移動・消滅する温度に対応する。また、注入温度の上昇による注入層の結晶性回復を示す結果がPL測定からも得られた。PL測定からは、更に、約1000$$^{circ}$$C以上の高温注入においては注入層に点欠陥(発光中心D$$_{1}$$及びD$$_{2}$$)が形成されることが解った。注入後の残留欠陥を低減し、注入不純物の電気的活性化をすすめるためには、注入条件の最適化が必要となる。

論文

3C-SiCの放射線損傷とその焼鈍特性

伊藤 久義; 吉川 正人; 梨山 勇; 三沢 俊司*; 吉田 貞史*

電子技術総合研究所彙報, 58(2), p.125 - 132, 1994/00

化学気相成長法により作製したn型及びp型立方晶シリコンカーバイド(3C-SiC)単結晶に1MeV電子線、2MeV陽子線を照射し、照射試料の電子スピン共鳴(ESR)測定を4Kから室温の温度領域で行った。この結果、照射誘起欠陥に起因する新たなESR信号T1,T6,T7,T8を見い出した。スピンハミルトニアンを用いた解析により、T1は荷電状態-1を有するSi単一空孔(スピン状態S=3/2,Td対称)に起因すること及びT5は荷電状態+1を有するC単一空孔(スピン状態S=1/2、D$$_{2}$$対称)に起因することが判明した。T6、T7については、スピン状態S=1を有する$$<$$111$$>$$方向に配列した空孔-格子間原子対に原因することが示唆された。また、等時アニールにより、T1欠陥は3種類のアニールステージ(150$$^{circ}$$C,350$$^{circ}$$C,750$$^{circ}$$C)において消失すること、並びにT5,T6,T7欠陥は各々150$$^{circ}$$C,300$$^{circ}$$C,300$$^{circ}$$Cのアニールステージを有することが明らかになった。

論文

Spectroscopic study of lithium oxide irradiated by fast neutrons

正木 信行; 野田 健治; 渡辺 斉*; R.G.Clemmer*; Hollenberg, G. W.*

Journal of Nuclear Materials, 212-215, p.908 - 911, 1994/00

 被引用回数:19 パーセンタイル:16.36(Materials Science, Multidisciplinary)

酸化リチウム(Li$$_{2}$$O)はd-t核融合炉におけるブランケット固体トリチウム増殖材の有力な候補である。Fast Flux Test Facility(FFTF)を利用し、IEA・BEATRIX-II共同照射試験第1期照射後の一環としてLi$$_{2}$$Oの照射損傷の研究を行った。2種類のLi同位体組成($$^{6}$$Li/$$^{6}$$Li+$$^{7}$$Li)をもつLi$$_{2}$$O単結晶を約650Kにて高速中性子(0.17MeV,3.9$$times$$10$$^{26}$$n/m$$^{2}$$)により照射した。照射後、試料の電子スピン共鳴(ESR)及び光吸収スペクトルを室温で測定した。ESRでは等方的な一本のピークが観測され、そのg値は2.001であった。このESRスペクトルは照射により生成したコロイド状のLi金属によると考えられる。光吸収スペクトルについても、540nm付近に広い巾の吸収ピークが見られ、これもコロイド状Li金属によるものと考えられる。

論文

細粒アラニン結晶を用いたフィルム状線量計素子の成形条件と線量応答特性

小嶋 拓治; 春山 保幸; S.Sudiro*; R.L.Tobing*; 柏崎 茂*

Radioisotopes, 42(11), p.607 - 613, 1993/11

飛程の短い放射線を対象とした厚さ200$$mu$$m程度のフィルム状アラニン線量計素子について、アラニン結晶の細粒化の方法、バインダーに適するポリエチレン(PE)種、成形方法等が素子の物理的特性及び線量応答特性に与える影響を調べた。この結果、(1)再結晶により得られたアラニンとメルトインデックス(MI)の高いPEの混合物のプレス成形、及び(2)機械的粉砕で得られたアラニンと比較的MIの低いPEの混合物の押出し成形により、厚さ150-200$$mu$$mのフィルム状素子が成形できた。方法(1)では、より薄いフィルムが製造できること、また方法(2)では、1-100kGyの線量範囲における同一バッチ間の線量応答の精度が$$pm$$2%(95%信頼度限界)以内であることが明らかとなった。

論文

Electron spin resonance study of defects in CVD-grown 3C-SiC irradiated with 2MeV protons

伊藤 久義; 吉川 正人; 梨山 勇; 三沢 俊司*; 奥村 元*; 吉田 貞史*

J. Electron. Mater., 21(7), p.707 - 710, 1992/00

 被引用回数:66 パーセンタイル:5.25(Engineering, Electrical & Electronic)

化学気相成長(CVD)法により作製した立方晶シリコンカーバイド(3C-SiC)結晶に2MeV陽子線を照射し、生成する欠陥の構造を電子スピン共鳴(ESR)法を用いて調べた。照射p型(Alドープ)3C-SiCのESR測定の結果、100k以下の低温で、n型試料では見られなかった新たなESRシグナル(T5と呼ぶ)を見い出した。T5センターは、g値の異方性($$<$$100$$>$$主軸、g$$_{1}$$=2.0020,g$$_{2}$$=2.0007,g$$_{3}$$=1.9951)からD$$_{2}$$対称構造を持つ。さらに、T5シグナルが電子スピンと4個のSiサイトに存在する$$^{29}$$Si核スピンとの超微細相互作用で説明できることから、T5はCサイトの点欠陥、例えばC単一空孔に起因すると考えられる。T5シグナルがn型試料で観測されないのは、欠陥の荷電状態がn型、p型試料で各々0,+1であるためと推測される。また、照射試料の等時アニールにより、T5センターは150$$^{circ}$$C程度の加熱により消失することが解った。

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