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共鳴核反応を用いた表面層水素原子の高分解能深さ分析

研究課題

研究課題/領域番号 04555001
研究種目

試験研究(B)

配分区分補助金
研究分野 応用物性
研究機関東京大学

研究代表者

村田 好正  東京大学, 物性研究所, 教授 (10080467)

研究分担者 福谷 克之  東京大学, 物性研究所, 助手 (10228900)
藤本 光一郎  工業技術院, 地質調査所, 主任研究員
小林 紘一  東京大学, 原子力研究総合センター, 助教授 (70108637)
小牧 研一郎  東京大学, 教養学部, 教授 (40012447)
寺倉 清之  産業技術融合, 領域研究所, 主席研究官 (40028212)
研究期間 (年度) 1992 – 1994
研究課題ステータス 完了 (1994年度)
配分額 *注記
21,300千円 (直接経費: 21,300千円)
1994年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1993年度: 6,400千円 (直接経費: 6,400千円)
1992年度: 13,600千円 (直接経費: 13,600千円)
キーワード水素 / 固体表面・界面 / 共鳴核反応 / 深さ分析 / タンデム加速器 / 表面水素の検出 / 高分解能深さ分析 / 単色性高エネルギービーム / タンデム型加速器 / 界面水素 / 負イオンビーム / イオン源 / 単色性のよいビーム / 表面・界面水素 / 表面物性 / 岩石中の水 / 表面水素 / 超高真空 / 低速電子回折 / 水素の吸蔵 / タンデム型イオン加速器
研究概要

共鳴核反応を用いた水素の高分解能深さ分析法の開発を行った。
6.385MeVの^<15>Nビームは東京大学原子力総合センターのタンデム型加速器により発生させた。N原子の電子親和力が負であるため入射する負イオンとしては分子イオンであるNH^<2->またはCN^-を用いた。高い深さ分解能を達成するためには共鳴幅程度の単色性の良いビームを作ることが必要である。これは分析電磁石の磁場を安定させることで達成する。プロトンのNMRのスペクトル変動を電磁石の電源へフィードバックすることで磁場の相対変動を10^<-5>に抑えた。分析電磁石の出口スリットにはスリットフィードバックシステムを準備し、加速用のターミナル電圧の安定をはかる。入り口と出口のスリットを0.5mm幅にすることでエネルギーの広がりを2keV以下に抑えらた。
実験は超高真空中で処理した試料に、加速器で発生させた6.385MeVの^<15>Nビームは、同センター2Cコースにおいて2段の差動排気を介して解析用超高真空槽へと導いた。ビーム形状をモニターするビームプロファイルモニターと収束用マグネットを設置し、試料上でビーム径2mm、50nAのビームを得ることに成功した。水素との核反応に伴って放出される4.43MeVのγ線は直径4インチのBi_4Ge_3O_<12>シンチレーターを用い、真空槽の外、試料から20-40mm離れた所で測定した。宇宙線によるバックグランドは0.07cpsであり、1/100原子層程度の水素が測定可能となった。この手法を用いて、(a)a-Si/H/Si(001)、(b)Olivine/Aqueous Solution Interface、(c)H/Au(001)、(d)Ag,Cu,Pb/H/Si(111)の試料について深さ分解測定を行った。

報告書

(4件)
  • 1994 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1993 実績報告書
  • 1992 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (12件)

  • [文献書誌] K.Fukutani et al.: "High-resolution depth onalysis of Hydrogen by Resonance nuclear reaction : a-Si/H/Si (001)" Surface Science. 283. 447-451 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Fujimoto et al.: "Hydrogen depth profiling using ^1H (^<15>N,αγ)^<12>C Resonant Nuclear Reaction at Olivine/Aqueous solution Interface" Geochemical Journal. 27. 155-162 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Tsunoda et al.: "The behauior of Hydrogen on Ag-deposited H/si(111) and H/W (001) using a Resonant Nuclear Reaction" Proc. 4th International Conf,on Fornation of Semiconductor interfaces eds,B Longeler,H.Liith et al. 162-165 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 福谷克之: "表面水素の測定" Radioisotopes. 7. 486-489 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Iwai: "Behavior of atomic Hydrogen on Au (001)" Surface Science. 357-358. 663-666 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Fukutani: "Interface Hydrogen between a Pb overlayer and H-saturated si (111) studied by a resonant nucleor reaction" Surface Science. 377-379. 1010-1014 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Tsunoda,et al.: "The Behavior of Hydrogen on Ag-Deposited H/Si(111)and H/W(001)Using a Resonance Nuclear Reaction" Formation of Semiconductor Interface,Ed.by B.Lengeler et al.162-165 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] K.Fukutani: "High-resolution depth analysis hydrogen by a resonance nuclear reaction:a-Si/H/Si(001)" Surface Science. 283. 447-451 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] M.Tsunoda: "The behavior of hydrogen on Ag-deposited H/Si(111)and H/W(001)using a resonance nuclear reaction" Proceedings of the 4th International Conference on Formation of Semiconductor Interface.

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] K.Fujimoto: "Hydrogen depth profiling using ^1H(^<15>N,αγ)^<12>C resonant nuclear reaction on water-treated olivine surfaces and characterization of hydrogen specie" Geochemical Journal. 27. 155-162 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] K.Fujimoto: "Hydrogen depth profiling using ^1H(^<15>N,αγ)^<12>C resonant nuclear reaction on water-treated olivine surfaces and characterization of hydrogen specie" Geochemical Journal. 27. 155-162 (1993)"s"

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 村田 好正,福谷 克之 小牧 研一郎,小林 紘一: "High-resolution depth analysis of hydrogen by a resonance nuclear reaction:a-Si/H/Si(001)" Surface Science. 283. 447-451 (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書

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公開日: 1992-04-01   更新日: 2016-04-21  

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