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報告書

Studies on surface chemical states of some metals and ceramics bombarded with energetic light-ion

馬場 祐治

JAERI 1304, 76 Pages, 1987/02

JAERI-1304.pdf:3.1MB

keVオーダーの軽イオン衝撃した金属およびセラミックスの表面化学状態変化およびその機構を、XPS,AES.SIMSにより解析した。H$$^{+2}$$衝撃したSc,Ti,V,Y,Zr,NbではXPSスペクトルの内殻ケミカルシフトおよび価電子帯領域のMetal-Hピークにより水素化物の形成が認められた。得られた水素化物層は熱化学的に合成した水素化物に比べ、より高温まで安定である。一方、H$$^{+2}$$衝撃したSiC,Si$$_{3}$$N$$_{4}$$,SiO$$_{2}$$表面はそれぞれ炭素、ケイ素、ケイ素過剰となる。またH$$^{+2}$$,D$$^{+2}$$,He$$^{+e}$$衝撃によりTiC,TiN,TiO$$_{2}$$表面はチタン過剰となる。重照射下におけるにTiC表面のC/Ti比およびSIMSスペクトルのTi$$^{+}$$/C$$^{+}$$比の入射エネルギー依存性は、チタンおよびグラファイトのスバッター収率の比と対応することから組成変化は構成元素のスパッターに帰因することが明らかになった。

論文

Surface chemical changes of TiC,TiN and TiO$$_{2}$$ by light-ion bombardments

馬場 祐治; 佐々木 貞吉

Journal of Nuclear Materials, 145-147, p.396 - 400, 1987/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(87)90368-0
 被引用回数：4 パーセンタイル：44.99(Materials Science, Multidisciplinary)

CVD-TiC及び関連材料(TiN,TiO$$_{2}$$)に0.5~10keVのH$$_{2}$$$$^{+}$$,D$$_{2}$$$$^{+}$$,He$$^{+}$$イオンを衝撃し、表面化学変化及びその機構について二次イオン測定(SIMS)、電子分光法(XPS,AES)により解析した。イオン衝撃に伴い、いずれの試料も極表面にチタン過剰層形成され、表面のX/Ti比(X=C,N,O)はそれぞれ5$$times$$10$$^{1}$$$$^{8}$$,2$$times$$10$$^{1}$$$$^{8}$$,5$$times$$10$$^{1}$$$$^{7}$$atoms/cm$$^{2}$$の照射量で定常値に達する。TiC表面のC/Ti比は、衝撃イオンのエネルギーが2~4keV/atomで最大となる。この傾向は金属チタン及びグラファイトのスパッター率の比、及び二次イオン放出率の比Ti$$^{+}$$/C$$^{+}$$と対応することから、TiC表面の組成変化は構成元素のスパッターによることが明らかとなった。一方、TiO$$_{2}$$はH$$_{2}$$$$^{+}$$,D$$_{2}$$$$^{+}$$衝撃でTi$$_{2}$$O$$_{3}$$に、He$$^{+}$$,Ar$$^{+}$$衝撃でTiOにそれぞれ還元されることから、TiO$$_{2}$$の表面組成及び化学状態変化は、衝撃イオンの化学反応性と密接に関連することが明らかとなった。

論文

Projectile dependent sputter-erosion of oxygen-exposed molybdenum at different temperatures

西堂 雅博; H.L.Bay*; H.Gnaser*; W.O.Hofer*; J.Bohdansky*; J.Roth*

Journal of Nuclear Materials, 145-147, p.387 - 390, 1987/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(87)90366-7
 被引用回数：1 パーセンタイル：19.44(Materials Science, Multidisciplinary)

高融点金属(INTOR用ダイバータ板候補材料)であるモリブデンの酸素雰囲気における高温(500$$^{circ}$$C付近)でのスパッタリング特性を調べた。軽イオン(He$$^{+}$$,D$$^{+}$$)によるスパッタリング収率は重量法により、He$$^{+}$$照射によるスパッタ粒子放出角度分布は堆積法により、また、Ar$$^{+}$$照射によるスパッタ粒子の構成粒子分布は質量分析法によりそれぞれ測定した。 500$$^{circ}$$C付近のAr$$^{+}$$照射で観測される酸素圧の上昇に伴なう損耗率の増加はMoO$$_{2}$$の形で照射誘起蒸発する過程が、新らたにつけ加わるために起こることが判明した。 一方、軽イオン照射による高温でのスパッタリング収率の酸素依存性は、室温でのそれから若干異なるが、Ar$$^{+}$$照射の場合にみられた損耗率の増加という顕著な違いはみられないことがわかった。

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