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黒田 真司*; Marcet, S.*; Bellet-Amalric, E.*; Cibert, J.*; Mariette, H.*; 山本 春也; 酒井 卓郎; 大島 武; 伊藤 久義
Physica Status Solidi (A), 203(7), p.1724 - 1728, 2006/05
被引用回数：6 パーセンタイル：31.43(Materials Science, Multidisciplinary)窒化ガリウム(GaN)へMnをドープすることで希薄磁性半導体が形成できると期待されているが、結晶中のMnの占有位置により磁性が変化するため、結晶中のMn位置と磁性の関係を明らかにする必要がある。本研究では、分子線エピタキシー(MBE)で作製した(Ga,Mn)Nエピ膜及びAlN基板上に形成した(Ga,Mn)Nドット中のMnサイトに関する知見を得るためにラザフォード後方散乱(RBS)と粒子誘起X線放出(PIXE)測定を行った。その結果、RBSチャネリングに対応してPIXEにより求めたGa及びMn濃度が減少することを見いだした。このことより、ほぼ全てのMn原子がGaサイトに置換していることが明らかとなった。また、ドット中に含まれるMn濃度のPIXE分析の結果、同一条件でエピ成長をした厚膜よりMn濃度が二
三倍高濃度であることが明らかとなり、ドット形成により多量のMnが結晶中に導入できるとの結論が得られた。
(100) thin films by helium ion implantation山本 春也; 永田 晋二*; 武山 昭憲; 吉川 正人
Transactions of the Materials Research Society of Japan, 30(3), p.789 - 792, 2005/09
二酸化チタン(TiO)は優れた光触媒材料であるが、薄膜状で光触媒反応を利用する場合には、薄膜表面の微細構造化による表面積の拡大が必要とされる。本研究では、ヘリウムなど希ガスを材料表面にイオン注入した場合に形成されるブリスター(膨れ)を利用して薄膜表面の微細構造の形成制御を試みた。今回は、ヘリウムイオンの照射エネルギー(14keV),照射量(1
10
2.310
ions/cm
)など、ブリスター形成条件について調べた。実験では、レーザー蒸着法により
-AlO
基板上に(100)面に結晶配向したルチル型TiO膜を作製し、室温でヘリウムイオン照射を行った。走査型電子顕微鏡(SEM),原子間力顕微鏡(AFM)により薄膜の表面構造の観察を行い、またX線回折(XRD),ラザフォード後方散乱(RBS)により結晶構造評価を行った。その結果、照射エネルギー:24keV,照射量:410ions/cm以上で直径が約100nm、高さが20nmのブリスターが照射領域に一様に形成することが確認できた。また、照射量に対してブリスターの大きさがほとんど変化しなかったが、照射量が210ions/cm以上になるとブリスター表面の剥離が発生することがわかった。
ionsLee, C. G.; 大村 孝仁*; 武田 良彦*; 松岡 三郎*; 岸本 直樹*
Journal of Nuclear Materials, 326(2-3), p.211 - 216, 2004/03
被引用回数：4 パーセンタイル：29.52(Materials Science, Multidisciplinary)耐照射損傷材として注目されているMg-Alスピネルにおいて、大電流イオン照射による体積及び硬度の変化を調べた。イオン照射は、60keV銅負イオンを線量310ions/cmに固定し、最大線量率100
A/cmまで行った。ナノインデンテーションで測定した硬度は全体に照射に伴い大きな減少を示した。硬度のイオン線量率依存性は体積変化の線量率依存性と強い相関を示し、硬度が減少すると体積が増加することがわかった。照射後のRBS測定結果、非晶質化は起きていないことから、本研究での照射誘起軟化の原因は一般に知られている照射誘起非晶質化ではないことを意味する。一方、光吸収の測定結果から、スピネル結晶の陰イオン副格子での照射誘起点欠陥及びその集合体が、照射誘起スエリングに大きく関与していることがわかった。
佐藤 隆博; 石井 慶造*; 神谷 富裕; 酒井 卓郎; 及川 将一*; 荒川 和夫; 松山 成男*; 山崎 浩道*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 210, p.113 - 116, 2003/09
被引用回数：1 パーセンタイル：12.56(Instruments & Instrumentation)数keVの低いエネルギーのX線と数MeVの後方散乱陽子の両方の検出が可能な検出システムを開発した。この新しい検出システムは大立体角多素子検出器、アクティブリセット式前置増幅器、主増幅器、マルチプレクサルータ、ADC、データ収集コントローラで構成されている。従来のマイクロPIXE分析では検出器の立体角が小さいために数時間を必要としたが、本研究では検出素子を複数化することで検出効率を向上させた。多数の検出素子を五角形のピラミッド状に配置し、試料を覆う構造になっている。マイクロビームは検出器の中央に設けられたパイプを通って試料に照射される。五角形のピラミッドの各面に9個の検出素子があり、検出器全体の立体角は1sterad以上を達成した。この新しい測定システムを用いるとマイクロPIXEの測定時間は従来の10分の1となる。また、多素子化したことで素子あたりの後方散乱陽子の検出数が少なくなるために、従来用いていた後方散乱陽子ストッパーが不要になる。これにより、通常のマイクロPIXE分析では測定が困難であったN, C, Oの分布の分析が後方散乱陽子を検出することで可能となった。
Wei, P.; Xu, Y.; 永田 晋二*; 鳴海 一雅; 楢本 洋
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 206(1-4), p.233 - 236, 2003/05
被引用回数：6 パーセンタイル：43.17(Instruments & Instrumentation)互いに固溶しない組合せとして、炭素イオンを注入により非晶質化したGe単結晶((100)と(110))について、その熱処理による結晶化過程を、イオンビーム解析法(ラザフォード後方散乱分光法、イオンチャネリング法、及び核反応法)、ラマン分後法及び原子間力顕微鏡法により調べた。いずれの注入条件でも非晶質になるものの、その回復挙動は、イオン注入時の入射角に敏感であることを見出した。すなわち、斜入射の条件でCイオン注入したGeでは、450度までの熱処理により結晶化するとともに、注入された炭素原子は表面に拡散・析出してナノ黒鉛を形成した。一方垂直入射の場合には熱回復の挙動は異なり、注入された炭素と照射欠陥の分布変化及び回復は観測されなかった。これらの結果は、イオン注入時に生ずる欠陥密度と拡散に影響する歪勾配が関係している。
八巻 徹也; 梅林 励; 住田 泰史*; 山本 春也; 前川 雅樹; 河裾 厚男; 伊藤 久義
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 206(1-4), p.254 - 258, 2003/05
被引用回数：136 パーセンタイル：98.93(Instruments & Instrumentation)二酸化チタン(TiO)単結晶に110から110ions cm
の200eV F
を注入し、1200
までの等時アニールを各ステップ5時間ずつ行った。アニールに伴う照射損傷の回復過程については、ラザフォード後方散乱/チャネリング解析とエネルギー可変ビームを用いた陽電子消滅測定で調べた。1200でアニールすると、空孔型欠陥の外方拡散によって結晶性が完全に回復した。二次イオン質量分析によれば、本試料は深部から表面へ向かって増大するような不純物濃度プロファイルを有していた。密度汎関数理論に基づいたバンド構造計算を行った結果、FドープはTiOの伝導帯の下端付近にわずかな変化を及ぼし、これによりバンドギャップ制御が可能であることを明らかにした。
films prepared by pulsed laser deposition山本 春也; 住田 泰史; 八巻 徹也; 宮下 敦巳; 楢本 洋
Journal of Crystal Growth, 237-239(Part1), p.569 - 573, 2002/04
二酸化チタン(TiO)は優れた光触媒材料であり、触媒特性の大幅な向上にはルチル及びアナターゼ構造の高品質なエピタキシャル膜の作製が必要とされている。本研究では、レーザ蒸着法によりTiOのエピタキシャル成長を試み、種々の基板と膜との結晶方位関係,基板温度と膜の結晶性の関係を明らかにすることを目的とした。TiO薄膜試料は、低圧酸素雰囲気下でエキシマレーザ(ArF 193nm)を用いたレーザ蒸着法によりLaAlO,LSAT,SrTiO,YSZ, -AlOなどの単結晶基板上に約200nmの膜厚で作製した。TiO薄膜は、X線回折とラザフォード後方散乱/チャネリング法により構造評価を行った。その結果、基板温度が約500
C以上でアナターゼ構造の高品質なエピタキシャルTiO(001)膜がLaAlO(001), LSAT(001), SrTiO(001)基板上に得られ、また、-AlO(0001)及び(01-01)基板上には各々ルチル構造のTiO(100)及びTiO(001)膜が得られた。さらに光学的バンドギャップを評価し、アナターゼTiO(001)膜で3.22eV,ルチルTiO(100)膜で3.11eVの値を得た。
films by pulsed laser deposition technique山本 春也; 住田 泰史; Sugiharuto; 宮下 敦巳; 楢本 洋
Thin Solid Films, 401(1-2), p.88 - 93, 2001/12
被引用回数：128 パーセンタイル：96.84(Materials Science, Multidisciplinary)光触媒材料である二酸化チタン(TiO)では、光触媒特性の向上を目的にルチル及びアナターゼ構造の高品質なエピタキシャル膜の作製が必要とされている。本研究では、レーザ蒸着法によりルチル及びアナターゼ構造のTiOのエピタキシャル成長を試み、種々の基板と膜との結晶方位関係、基板温度と膜の結晶性の関係を明らかにすることを目的とした。TiO膜は、低圧酸素雰囲気下でNb-YAGを用いたレーザ蒸着法によりSrTiO,LaAlO,LSAT,YSZ,-AlO,などの単結晶基板上に約200nmの膜厚で作製した。TiO膜は、X線回折とラザフォード後方散乱/チャネリング法により構造評価を行った。その結果、基板温度が約500でアナターゼ構造の高品質なTiO(001)膜がLaAlO(001), LSAT(001), SrTiO(001)基板上に成長でき、基板との格子整合が膜の結晶性に影響することを明らかにした。また、-AlO(0001)及び(10
0)基板上にルチル構造のTiO(100)及びTiO(001)膜を作製することができた。
大貫 敏彦; 香西 直文; Samadfam, M.; 山本 春也; 鳴海 一雅; 楢本 洋; 神谷 富裕; 酒井 卓郎; 村上 隆*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 181(1-4), p.644 - 648, 2001/07
被引用回数：4 パーセンタイル：33.87(Instruments & Instrumentation)アパタイトとスメクタイトの混合薄膜を用いて、Euの水溶液からの除去について検討した。薄膜中のEuの分布について、深さ方向に関してはRBSを、水平方向については、Micro-PIXEを用いて分析した。その結果、Euは深さ方向には一様に分布した。一方、水平方向についてはPの分布とほぼ同じになった。このことは、Euがアパタイトに収着していることを示している。
-anatase film on Si(001) substrate with TiN and SrTiO as buffer layersSugiharuto; 山本 春也; 住田 泰史; 宮下 敦巳
Journal of Physics; Condensed Matter, 13(13), p.2875 - 2881, 2001/04
被引用回数：15 パーセンタイル：61.99(Physics, Condensed Matter)酸素雰囲気中のレーザ蒸着法によりSi(001)基板上にSrTiOとTiNをバッファ層としてアナターゼ相TiO薄膜をエピタキシャル出来た。アナターゼ相TiO薄膜とSrTiO/TiNのバッファ層及びSi基板との結晶学的な関係を
-2測定と極点図測定のX線回折法により求めた。薄膜の成長方向については、
/
/
/
の関係があり、面内方向については、
//
//
//
の関係があった。アナターゼ相TiOの結晶品位はロッキングカーブ測定で、薄膜の組成は2.0MeVの
Heを用いたラザフォード後方散乱分光(RBS)により求められた。
楢本 洋; 山本 春也; 鳴海 一雅
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 161-163, p.534 - 538, 2000/03
被引用回数：1 パーセンタイル：20.09(Instruments & Instrumentation)ヘテロエピタキシャル結晶成長の初期過程を調べるため、互に固溶しない2つの系で(Cu,Nb; C,Ir)、イオン注入・及びイオンビーム解析を低温で行った。デュアルビーム解析システムを用いて、30~60Kの温度領域でCuイオンをNbに注入したり、CイオンをIrに注入した。基板にはいずれも高品質の単結晶薄膜を用い、注入元素の結晶学的存在状態を、ラザフォード散乱法と組み合せたチャネリング解析(Cu→Nb系)及びラザフォード散乱/核反応(
C(d,p)
C)と組み合せたチャネリング解析(C→Ir)により調べた。その結果、(1)注入させたCuはNb中を低温でも拡散して表面に集積して、ヘテロエピタキシャル成長することを見いだした。ただし、このCu格子は立方晶からずれている可能性が高い。(2)注入されたCは、Ir中で
100
方向に沿って整列していること、及びCH
を注入した場合にはIrに存在し得ないことを見いだした。これらの成果について討論する。
Wu, Z. P.*; 宮下 敦巳; 山本 春也; 阿部 弘亨; 梨山 勇; 鳴海 一雅; 楢本 洋
Journal of Applied Physics, 86(9), p.5311 - 5313, 1999/00
被引用回数：59 パーセンタイル：88.59(Physics, Applied)金属バナジウム上に金属モリブデンの細片を貼り付けたターゲットをソースとして用いたレーザーアブレーション法によって、モリブデンドープVO薄膜を作製した。薄膜特性は精密X線回折、X線ロッキングカーブ測定、RBSチャネリング測定によって評価した。ロッキングカーブでのピーク幅はFWHMの値で最良0.0074と基板に用いたサファイア(0001)単結晶の値(=0.0042)と近い値を取っており、また、チャネリング測定における
の値も5%と良く、軸方向の整合性が非常に良く取れており単結晶ライクな成長をしていることがわかる。モリブデンが置換位置に入っていることはRBSチャネリング測定によって確かめられた。金属-半導体相転移前後での電気伝導率の特性変化はおもに半導体領域における伝導特性によっており、モリブデンドープによる金属特性の変化はあまり見られない。ドープによって半導体領域での活性エネルギーは減少し電気伝導度は上がる。その結果、ドープ量の増加により金属-半導体相転移前後での特性変化は減少する。1.5%のモリブデンドープによって相転移温度を30にまで引き下げることができた。
岩瀬 彰宏; L.E.Rehn*; P.M.Baldo*; L.Funk*
Journal of Nuclear Materials, 271-272, p.321 - 325, 1999/00
被引用回数：1 パーセンタイル：13.19(Materials Science, Multidisciplinary)15MeVのHeイオンと100~400keVのHeイオンとを同時照射したCu-Au,Ni-Si合金の照射誘起析出を、RBS法により測定した。15MeV Heイオンのみを照射した場合に大きく現れる表面への照射誘起析出は、低エネルギーHeイオンを同時照射した時、抑制される。以上の実験結果をもとに、Freely Migrating Defects生成におけるHe原子の効果について議論する。
山本 春也; 楢本 洋; 鳴海 一雅; 土屋 文*; 青木 康; 工藤 博*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 134(3-4), p.400 - 404, 1998/00
被引用回数：4 パーセンタイル：40.71(Instruments & Instrumentation)電子ビーム真空蒸着法によりサファイア単結晶基板上に基板温度及び成膜速度を制御してNb膜のエピタキシャル成長を行った。RBS/channeling法により種々の基板温度で製作した膜の構造解析を行い、Nb単結晶薄膜の成膜条件を明らかにした。また、表面近傍の結晶の状態を調べるために、イオン照射により誘起された2次電子のエネルギー分析及び2次電子の角度マッピング測定を試みた。2次電子分析法がエビタキシャル膜に非常に有効な手法であることがわかった。さらに30nm~100nmの膜厚でNn単結晶膜を成膜し超伝導遷移温度の膜厚依存性を調べた。
酒井 卓郎; 浜野 毅*; 平尾 敏雄; 神谷 富裕; 室園 廣介*; 井上 淳一*; 松山 成男*; 岩崎 信*; 石井 慶造*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 136-138, p.390 - 394, 1998/00
被引用回数：18 パーセンタイル：79.33(Instruments & Instrumentation)市販のパーソナルコンピューター(PC)とADコンバーター(ADC)を用いた、多ch同時検出システムの開発を行った。このシステムは高速データ取り込みとオンラインでのデータ処理を行うため、最新のCPUと大容量のメモリ(128MBy tes)が搭載されている。このシステムを原研高崎に設置されている、軽・重イオンマイクロビーム形成装置に適用することにより、PIXEやRBSによる微細領域における2次元元素分析や、半導体素子中に重イオン照射により生成される電荷収集の分布を2次元(IBIC)で観測することが可能になった。
青木 康; 山本 春也; 竹下 英文; 楢本 洋
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 136-138, p.400 - 403, 1998/00
被引用回数：7 パーセンタイル：53.95(Instruments & Instrumentation)二酸化チタンにニオブをドープすることにより、二酸化チタンの電気特性(半導体特性)を制御することが可能であると考えられている。本研究ではニオブのドープ法としてイオン注入法を用い、室温・低温注入を施した後、大気中で焼鈍を行った。ニオブ注入中及び焼鈍過程における二酸化チタン表面注入層の微視的構造をRBS/チャンネリング法を用いて解析し、注入後ある程度結晶性を維持している場合は1段階の焼鈍過程(500C)で結晶が回復し、アモルファス状態からの回復では3段階の焼鈍過程が存在することを明らかにした。結晶が回復した後の状態ではニオブ原子は、Ti格子位置に置換し、二酸化チタン表面層に均一に分布することが分かった。さらに置換したニオブは二酸化チタン中でNbO-TiO型の固溶体を形成していることを明らかにした。
土屋 文*; 山本 春也; 鳴海 一雅; 青木 康*; 楢本 洋; 森田 健治*
Thin Solid Films, 335(1-2), p.134 - 137, 1998/00
被引用回数：2 パーセンタイル：16.07(Materials Science, Multidisciplinary)本研究では、温度をパラメータにしてイオン照射及びイオンチャネリング解析を交互に行い、Cu/Nb単結晶膜のイオン照射効果を考察した。電子ビーム蒸着法により50nm Cu(111)/71nm Nb(110)単結晶薄膜を-AlO(1120)基板上に作製した。イオンビーム解析実験は3MV静電加速器と400kVイオン注入器を用いて行った。260keVの
Arイオンを用いて室温及び低温(56K)において試料表面の法線から40°の傾きで照射を行い、各照射量後におけるCu,Nb層の結晶性をラザフォード後方散乱(RBS)/チャネリング法により評価した。また照射後、試料表面の形態変化を走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて観察した。照射後のSEM観察により、Arイオン照射の結果、Cu表面では位置選択的なスパッタリングがおこり、島状な表面を形成することが観測された。またRBS/チャネリング実験の結果から、Arイオン照射による弾性衝突の効果としては、Cu,Nbのように相互に固溶しない系ではイオンミキシングの結果は残存せず、スパッタリングの効果として顕著に現れることが明らかになった。
大貫 敏彦; 香西 直文; 磯部 博志; 村上 隆*; 山本 春也; 青木 康; 楢本 洋
Journal of Nuclear Science and Technology, 34(1), p.58 - 62, 1997/01
被引用回数：18 パーセンタイル：78.89(Nuclear Science & Technology)ラザフォードバックスキャッタリング及び共鳴核反応を用いて、Euのアパタイトへの吸着機構について検討した。Euを吸着させたアパタイトのRBSスペクトルから未反応アパタイトのスペクトルを引いたスペクトルを求めたところ、Euについての正のピークとCaについての負のピークが観察された。一方、RNRAによる水素の深さ分布は、Euを吸着したアパタイトと未反応のアパタイトの間に大きな差がなかった。したがって、Euがアパタイト中のCaと交換していることが明らかとなった。
crystals with RBS/PIXE/XRDR.Q.Zhang*; 山本 春也; Dai, Z.*; 鳴海 一雅; 青木 康*; 楢本 洋; 宮下 敦巳
International Journal of PIXE, 7(3&4), p.265 - 275, 1997/00
FeTiO結晶の真の光学特性の評価のため、赤外線加熱形ふん囲気制御帯熔融法により、高純度・高完全度バルク単結晶の育成を行った。これらの人工結晶片と天然のイルメナイト結晶について、熱処理による結晶性向上、あるいは相分離の過程を、RBS法とPIXE法とを組合せた方法及びXRD法により詳細に調べた結果の報告である。
山本 春也; 楢本 洋; 青木 康
Journal of Alloys and Compounds, 253-254, p.66 - 69, 1997/00
被引用回数：5 パーセンタイル：44.55(Chemistry, Physical)真空蒸着法によりサファイア単結晶基板上に基板温度及び成膜速度を制御してNb薄膜、Nb/Cu多層膜の成膜を行った。RBS/channeling法により種々の基板温度で製作した膜の構造解析を行った結果、単結晶薄膜の成膜条件を見出した。さらに通常のRBS法(2.0MeVHe)では分析が困難な多層膜構造を解析ビームとして16MeVOを用いることにより構造解析が可能となった。Nb/Cu多層膜中に導入した水素分布を
N核反応法(NRA)を用いて測定した。多結晶のNb/Cu多層膜では水素がNb層のみに分布し、水素固溶度はNb膜厚が約80nm以下になると減少することを見出した。単結晶のNb/Cu多層膜の場合ではNb層及びCu層中にも水素が分布する結果が得られた。これはCu層とNb層との界面近傍の構造に関係していると考えられ、多層膜における水素固溶に関して新たな現象と考えられる。
