Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
藤原 比呂*; 戸田 裕之*; 海老原 健一; 小林 正和*; 眞山 剛*; 平山 恭介*; 清水 一行*; 竹内 晃久*; 上椙 真之*
International Journal of Plasticity, 174, p.103897_1 - 103897_22, 2024/03
被引用回数：0高強度化したアルミ合金において水素脆化は、理解し解決すべき問題である。アルミ合金において、水素が析出物界面に蓄積し脆化の原因となっていると考えられている。しかし、き裂付近の水素分布と応力場の局所的な相互作用について、空間的な複雑さを考慮した定量的な知見は明らかでない。本研究では、結晶塑性有限要素法と水素拡散解析を組み合わせたマルチモーダル3次元画像ベースシミュレーションを用い、実際のき裂近傍の応力分布と、それが水素分布に及ぼす影響およびき裂発生確率に及ぼす影響を捉えることを試みた。その結果、粒界き裂は、その先端近傍の水素蓄積により、MgZn
析出物の半整合界面の凝集エネルギーが低下した領域で擬へき開き裂に遷移することが分かった。この結果は、本シミュレーション手法がナノスケールの剥離とマクロスケールの脆性破壊の橋渡しに成功したことを示すものと考える。
比嘉 良太*; 藤原 比呂*; 戸田 裕之*; 小林 正和*; 海老原 健一; 竹内 晃久*
軽金属, 73(11), p.530 - 536, 2023/11
Al-Zn-Mg合金において、その強度向上には水素脆化の抑制が必要である。本研究では、X線CTから得られた3次元多結晶微細構造データに基づくモデルによる結晶塑性有限要素法及び水素拡散解析を用いて、実際の破断領域における応力、ひずみ及び水素濃度の分布を調べた。さらに、引張試験のX線CTによるその場観察とシミュレーションを組み合わせて、応力、ひずみ、水素濃度の分布と実際のき裂発生挙動を比較した。その結果、結晶塑性に起因する粒界に垂直な応力負荷が主に粒界き裂発生を支配することが明らかになった。また、結晶塑性に起因する内部水素の蓄積は、き裂発生にほとんど影響しないことがわかった。
Abderrahmane, A.*; Ko, P. J.*; 岡田 浩*; 佐藤 真一郎; 大島 武; 柴崎 一郎*; Sandhu, A.*
IEEE Electron Device Letters, 35(12), p.1305 - 1307, 2014/12
被引用回数：1 パーセンタイル：9.45(Engineering, Electrical & Electronic)AlInSb/InAsSb/AlInSbヘテロ構造量子井戸マイクロホールセンサーは、高移動度,低有効質量,高電子飽和速度といった優れた特徴をもつことから、宇宙環境への応用が期待されている。しかし、その宇宙放射線に対する耐性については明らかにされていない。そこで、AlInSb/InAsSb/AlInSbヘテロ構造量子井戸マイクロホールセンサーの耐放射線性を明らかにするために、高崎量子応用研究所TIARAのイオン注入器を用いて、380keV陽子線を10
10
cm
照射し、センサーの特性変化を調べた。照射により生成する深い準位の欠陥によって移動度は低下し、10
cm以上の照射によって磁気感度の低下が生じたが、10cm照射後もマイクロホールセンサーとして機能しうることが分かった。これは低軌道(LEO)で換算すると約1000年に相当する照射量であり、耐放射線性は十分に高いことが示された。
Abderrahmane, A.*; Ko, P. J.*; 岡田 浩*; 佐藤 真一郎; 大島 武; Sandhu, A.*
IEEE Electron Device Letters, 35(11), p.1130 - 1132, 2014/11
被引用回数：10 パーセンタイル：49.28(Engineering, Electrical & Electronic)宇宙用磁気センサーへの応用が期待されるAlGaN/GaNマイクロホールセンサーの縦方向と横方向の磁気抵抗に対する陽子線照射効果を明らかにするため、室温にて380keV陽子線を10
cmの線量照射した。磁気特性変化を調べた結果、照射後も同等の磁気感度を維持し、4Kといった低温における最低検出磁気強度もほぼ同等であった。一方、磁気抵抗感度は160から417V/(A
T)へとむしろ向上することが分かった。この値は、これまで報告されてきたAlGaN/GaN系マイクロホールセンサーの磁気抵抗感度の中で最高値である。このことから、このレベルの線量の陽子線照射により磁気抵抗感度の改善が図れることを明らかにした。
Abderrahmane, A.*; 高橋 大樹*; 田代 起也*; Ko, P. J.*; 岡田 浩*; 佐藤 真一郎; 大島 武; Sandhu, A.*
AIP Conference Proceedings 1585, p.123 - 127, 2014/02
被引用回数：1 パーセンタイル：51.08(Physics, Applied)380keV陽子線を1
, 1
, 1
cm照射したAlGaN/GaNマイクロホールセンサーの673Kでの熱処理の影響を調べた。カソードルミネッセンス測定を室温で行い、熱処理前後での変化を調べたところ、GaN層からのバンド間発光の回復が起こっていることが分かった。また、磁気特性や増加した直列抵抗の回復が観察されたが、高照射量である1cmの試料においては熱処理後もなお高抵抗であり、初期値の72%までの回復であることが判明した。
Abderrahmane, A.*; 田代 起也*; 高橋 大樹*; Ko, P. J.*; 岡田 浩*; 佐藤 真一郎; 大島 武; Sandhu, A.*
Applied Physics Letters, 104(2), p.023508_1 - 023508_4, 2014/01
被引用回数：6 パーセンタイル：26.85(Physics, Applied)380keV陽子線を高線量(1cm)照射したAlGaN/GaNマイクロホールセンサーの磁電特性の熱処理による回復を調べた。熱処理温度の上昇と共に電子移動度とシート抵抗、磁気感度の回復が観察された。しかし、400
Cまでの熱処理では、シート抵抗の回復は72%に留まった。電流・電圧特性とラマン分光測定により、照射欠陥の減少によるトラップ密度の減少と結晶性の改善が起こっていることが明らかとなり、これによってデバイス特性の回復が生じていると結論できた。
Abderrahmane, A.*; 小出 将太*; 岡田 浩*; 高橋 大樹*; 佐藤 真一郎; 大島 武; Sandhu, A.*
Applied Physics Letters, 102(19), p.193510_1 - 193510_4, 2013/05
被引用回数：10 パーセンタイル：41.2(Physics, Applied)380keV陽子線照射による窒化アルミニウムガリウム/窒化ガリウム(AlGaN/GaN)マイクロホール効果センサーの磁電特性の変化を調べた。その結果、照射量の増加とともに、電流・電圧特性の劣化、センサーの磁気感度安定性の低下が観察された。加えて、高温領域で電子移動度が劇的に減少し、その結果シート抵抗が急激に増加することも判明した。ラマン分光法による分析から、これらがGaN結晶性の低下に起因するものであることが分かったが、結晶歪みは観測されなかった。
Abderrahmane, A.*; 小出 将太*; 田原 知行*; 佐藤 真一郎; 大島 武; 岡田 浩*; Sandhu, A.*
Journal of Physics; Conference Series, 433, p.012011_1 - 012011_8, 2013/04
被引用回数：6 パーセンタイル：84.01(Physics, Multidisciplinary)AlGaN/GaNマイクロホールセンサーの磁電特性に対する陽子線照射の影響を5.4Kから室温の範囲で調べた。380keV陽子線を1
10cm照射したところ、シート抵抗はほぼ変化せず、センサーの絶対感度は照射に対して安定であることがわかった。しかし、二次元電子ガス層の界面での散乱に起因するとみられる電子移動度の減少が観察され、それは特に低温領域において顕著であった。磁電特性の変化を調べたところ、Shubnikov de Haas振動の減衰及びランダウプラトーの消失があらわれたが、これらは電子移動度が減少したことによるものと考えられる。
Abderrahmane, A.*; 小出 将太*; 佐藤 真一郎; 大島 武; Sandhu, A.*; 岡田 浩*
IEEE Transactions on Magnetics, 48(11), p.4421 - 4423, 2012/11
被引用回数：20 パーセンタイル：68.18(Engineering, Electrical & Electronic)近年、高温高放射線場で動作する磁場モニター用ホール効果センサーの開発が求められており、AlGaN/GaNヘテロ構造を利用した高感度ホール効果センサーに期待が寄せられている。今回、400
Cでも安定動作するAlGaN/GaN 2次元電子ガス磁気センサーを開発し、その耐放射線性について検討した。耐放射線性評価には、高崎量子応用研究所TIARAイオン注入装置の380keV陽子線を使用した。380keV陽子線を110/cm
照射すると、比較用試料であるAlGaAs/GaAs, AlInSb/InAsSb/AlInSb磁気センサーは大きな劣化を示したが、AlGaN/GaN磁気センサーは照射前とほぼ同様の特性を維持していた。このことから、本研究で作製したAlGaN/GaN磁気センサー試料は高い耐放射線性を持つことが明らかとなった。
岡田 浩*; Abderrahmane, A.*; 小出 将太*; 高橋 大樹*; 佐藤 真一郎; 大島 武; Sandhu, A.*
Journal of Physics; Conference Series, 352, p.012010_1 - 012010_5, 2012/03
被引用回数：5 パーセンタイル：84.58(Physics, Applied)The effects of 380 keV proton irradiation on AlGaN/GaN micro-Hall sensors were investigated by magnetoresistance measurements. The sheet resistance increased after irradiation at a proton dose of 110 cm due to the decrease of carrier mobility rather than the decrease of sheet carrier density. Our experiments showed that AlGaN/GaN two-dimensional electron gas (2DEG) structures were promising candidates for Hall sensors operable in harsh radiation environments.
Park, J.-H.*; 若原 昭浩*; 岡田 浩*; 古川 雄三*; Kim, Y.-T.*; Chang, H.-J.*; Song, J.*; Shin, S.*; Lee, J.-H.*; 佐藤 真一郎; et al.
Japanese Journal of Applied Physics, 49(3), p.032401_1 - 032401_5, 2010/03
被引用回数：1 パーセンタイル：5.52(Physics, Applied)Terbium (Tb) ions were implanted into Al
Ga
N epitaxial layers at room temperature to investigate ion-beam-induced damage and luminescence properties at various doses of 
- 
Tb/cm. Rutherford backscattering spectrometry/channeling (RBS/channeling) reveals that on-beam-induced damage level steeply increases and that the damage cannot be fully recovered even after rapid thermal annealing at 1100 C, when the dose exceeds 
Tb/cm. On the other hand, cathodoluminescence (CL) intensity related to Tb
transitions increased initially and saturated above a dose of 
Tb/cm. The results suggest that Tb-related luminescence properties are much susceptible to defects and nonradiative defects, namely, Tb-defect complexes, are formed under low-dose conditions even at a very low structural defect density.
岡田 浩*; 竹本 和正*; 及川 文武*; 古川 雄三*; 若原 昭浩*; 佐藤 真一郎; 大島 武
Physica Status Solidi (C), 6(Suppl.2), p.S631 - S634, 2009/05
AlGaN/GaN高電子移動度(HEMT)に希土類元素の一種であるユーロピウム(Eu)を空間選択的にイオン注入して発光電界効果トランジスタ(FET)を作製し、そのデバイス特性について調べた。この発光トランジスタは、イオン注入した希土類元素が発光中心として働くことが期待される。作製したデバイスはトランジスタとして十分にゲート制御可能な電流・電圧特性を示し、ドレイン電極に20Vの電圧を印加するとEuイオンに起因する赤色光が明瞭に観察された。また、ショットキーゲートに負の電圧を印加すると、発光強度が減少することがわかった。このような概念で設計されたデバイスは、イオン注入するイオン種を変えることによって発光波長を変えることが可能であることから、新しい多色発光デバイスとして非常に有望である。
高橋 慎也*; 井上 隆信*; 対馬 孝治*; 崎岡 聖導*; 松永 武
環境工学研究論文集, 46, p.565 - 572, 2009/00
岐阜県伊自良川上流の渓流を対象として、降雨時の水質変化とその要因を、主要イオン濃度・pH・電気伝導度・流量観測・水の水素安定同位体比分析を用いた流量の成分分離により解析した。対象河川では、降雨による流量増加時に、ほとんどの主要イオン濃度,pH,電気伝導度が低下し、pH及び電気伝導度の変化量は降雨量と負の相関関係にあった。水の水素安定同位体比測定を用いた流量の成分分離の結果、降水流出成分比率は降雨量によって全く異なり、降雨量が多い場合は降水流出成分の寄与が大きくなることが示された。成分分離結果をもとにして、平水時河川水と降雨の主要イオン濃度から算出した降雨時のイオン濃度の変化から、対象河川における水質変化の主な要因は降水流出成分の寄与であることが示された。
岡田 浩*; 中西 康夫*; 若原 昭浩*; 吉田 明*; 大島 武
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 266(5), p.853 - 856, 2008/03
被引用回数：8 パーセンタイル：50.37(Instruments & Instrumentation)耐放射線性の発光素子開発の一環として、陽子線照射により損傷を導入した無添加及びユーロピウム(Eu)添加窒化ガリウム(GaN)のフォトルミネッセンス特性を調べた。室温にて380keV陽子線を110/cm
まで照射した後、室温にてフォトルミネッセンスを測定した。その結果、無添加のGaNでは110/cm照射後にはバンド端の発光が著しく減少することが判明した。一方、Eu添加GaNは110/cm照射後もEuの
D
F
内殻遷移に起因する発光が初期発光と同程度維持され、優れた耐放射線性を示すことが明らかとなった。
松永 武; 都築 克紀; 柳瀬 信之; 半澤 有希子; 長縄 弘親; 井上 隆信*; 山田 俊郎*; 宮田 章史*
Proceedings of International Symposium on Environmental Modeling and Radioecology, p.243 - 246, 2007/03
森林集水域の小河川において、土壌から河川への元素流出を研究した。2003年から2005年にかけて福島県の小田川並びに岐阜県の伊自良川において降雨時観測を行った。この結果、試験集水域において降雨により溶存形態の河川流出が常に促進される元素としてCu, Sb, Al, Tiそして希土類元素を特定した。他の元素の溶存濃度は、河川流量増加に対応して減少するか(Na, Mg等)、あるいは複雑な増減(Pb, Cs等)を示した。これら2つの元素の降雨時河川流出は、(1)流量と同期した、可動性の高い成分による早い流出と、(2)必ずしも流量と同期しない、より緩やかな増加と減少を示す流出の2つの流出形式から構成されることがわかった。Si・溶存有機物・水素同位体比を指標とした河川水の供給経路解析の結果、後者の流出形式は土壌の表層からの有機物に随伴した流出であることが示唆された。また、大気降下物についての文献検討から、そのCuとSbは相当程度、人為利用に由来することが推定された。以上の知見は、大気から森林集水域に沈着する人為由来金属元素の流出モデルの構築に有用と考えられる。
若原 昭浩*; 岡田 浩*; 及川 文武*; 竹本 和正*; 大島 武; 伊藤 久義
JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 17, 2007/02
耐放射線性の光エレクトロニクス素子の開発のために、Tb添加したAlGaNのフォトルミネッセンス特性を調べた。200keVのイオン注入によりTbをAlGaNへ導入し、その後、窒素とアンモニアの混合ガス中で1100C,120秒の熱処理を行うことで結晶損傷を回復させた。時間分解フォトルミネッセンス測定より得られた発光の減衰過程を解析することで遷移過程に関して考察を行ったところ、GaNに比べAlNでは、母材からTbへのエネルギー遷移(Transfer)が増加し発光強度が増加することに加え、熱緩和による発光を阻害する過程(Back-transfer)も減少することが判明した。
and CuIn
Ga
Se by electron spin resonance岡田 浩*; Lee, H.-S.*; 若原 昭浩*; 吉田 明*; 大島 武; 神谷 富裕
Solar Energy Materials and Solar Cells, 90(1), p.93 - 99, 2006/01
被引用回数：4 パーセンタイル：20.61(Energy & Fuels)次世代の宇宙用の高効率薄膜太陽電池材料として期待されるCuInSe及びCuInGaSe半導体中に電子線照射により発生する欠陥を電子スピン共鳴(ESR)を用いて調べた。試料は粉末原料を真空中で1080Cに加熱することで作製した多結晶を用い、2MeV電子線を室温にて110
/cm照射した。3.3KでのESR測定(Xバンドマイクロ波使用)の結果、照射,未照射試料ともに1580Gと3230G付近にシグナルを観測したが、1580G付近のシグナルに関しては、結晶中に含まれる鉄(Fe)不純物に由来するものであり、照射前後でシグナルの変化はなかった。一方、3230G付近のシグナルは照射により強度が増大すること及び低磁場側に裾を引く形状に変化することがわかった。Cu空孔の形成エネルギーが他の空孔に比べ低いという理論計算の結果に基づき、Cu
を含むESRシグナルをEasySpinプログラムを用いて計算した。その結果、実験とシミュレーション結果がよく一致することが見いだされ、電子線照射により形成されたCu空孔関連の欠陥に起因するシグナルであることが示唆された。
films岡田 浩*; 夏目 聡*; 若原 昭浩*; 吉田 明*; 大島 武; 神谷 富裕
Proceedings of the 6th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Application (RASEDA-6), p.147 - 150, 2004/10
カルコパイライト系の薄膜太陽電池の放射線劣化機構解明のために真空蒸着法やRFスパッタ法で作製した多結晶や単結晶CuInSe薄膜の陽子線及び電子線照射効果を調べた。加速エネルギー380keVの陽子線,2MeVの電子線を室温にてCuInSe薄膜へ照射した。その結果、陽子線,電子線ともに照射量の増加とともに電気抵抗が上昇した。抵抗上昇の温度依存性を測定し、比較したところ、電子線照射の場合、110/cm以下の照射では結晶粒界を越えて電流が流れるための活性化エネルギーが33meV減少したのに比べ、210/cm照射では53meVとなった。同様の変化は陽子線照射においても観測され、510/cmの照射により9.7meV低下することが見いだされた。
-related emission by AlGaN中西 康夫*; 若原 昭浩*; 岡田 浩*; 吉田 明*; 大島 武; 伊藤 久義
Physica Status Solidi (B), 240(2), p.372 - 375, 2003/11
被引用回数：19 パーセンタイル：65.58(Physics, Condensed Matter)窒化物半導体の光通信用素子への応用を目的に、TbドープAlGaNの発光特性を調べた。これまで、TbドープGaNでは4f-4f遷移による500nm
600nmの波長を持つ発光特性が低温で出現すること,室温では熱消滅により発光が急激に減少することを明らかにしているが、素子応用にはより高温での発光特性が望まれる。本研究では、Al組成比を変化させることでバンドギャップを変化させ、熱消滅の要因となるErのトラップレベルからの電子の漏れを防ぐことを狙った。試料はサファイア基板上に有機金属気相成長法により作製した。Tbドープにはイオン注入(200keV, 110
/cm)を用いた。注入後、結晶性の回復のため10%アンモニア含有窒素中で1000から1150Cの熱処理を行った。フォトルミネッセンスにより発光特性を調べた結果、14Kの低温においてx=0.1ではx=0に比べ5倍強度が強いことが明らかとなった。発光強度の温度依存性を調べたところ、x=0の試料では7.8meVの活性化エネルギーで発光が消滅するが、xの増加とともに活性化エネルギーが上昇し、x=0.1では70meVとなり、Alの混晶効果により高温でも安定な発光が得られることが見いだされた。
thin filmsLee, H.-S.*; 岡田 浩*; 若原 昭浩*; 吉田 明*; 大島 武; 伊藤 久義; 川北 史朗*; 今泉 充*; 松田 純夫*
Physica Status Solidi (A), 199(3), p.471 - 474, 2003/10
被引用回数：3 パーセンタイル：21.33(Materials Science, Multidisciplinary)薄膜宇宙用太陽電池への応用が期待されているCuInSe半導体(CIS)の放射線照射効果を明らかにするために、0.38MeV, 1MeV, 3MeV陽子線照射によるキャリア濃度及び移動度の変化を調べた。用いた試料はガリウム砒素基板上にスパッタ法で作製したn型単結晶薄膜であり、未照射でのキャリア濃度は210から610/cm
、移動度は105から135cm/Vsである。陽子線照射は室温にて110/cmまで行った。キャリア濃度と照射量の関係を解析することでキャリア減少率を求めたところ、3MeV陽子線照射では300cm
で0.38Mev陽子線照射では1800cmと見積もられ、高エネルギー陽子線照射ほどキャリア減少率が低いことがわかった。この結果は、低エネルギー陽子線ほど表面付近での欠陥生成量が多く、今回のCIS薄膜試料に大きな損傷を与えるためと解釈できる。また、Hall移動度と照射量の関係を調べたところ、照射量の増加とともに移動度は減少し、110/cm照射では、初期値の1/3以下まで低下することが明らかになった。
