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計算機シミュレーションによるクラスター・インプランテーションの研究

研究課題

研究課題/領域番号 09650071
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用物理学一般
研究機関岡山理科大学

研究代表者

山村 泰道  岡山理科大学, 総合情報学部, 教授 (10068900)

研究期間 (年度) 1997 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1998年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
1997年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワードクラスターイオン / イオン注入 / 計算機シミュレーション / 分子動学力学法 / 露払い効果 / 多体効果 / 多体ポテンシャル / 高密度効果 / 分子動力学法 / モンテカルロ.シミュレーション / 2体衝突近似 / インプラーンテーション / 時間発展型シミュレーション
研究概要

クラスターイオンビーム蒸着では加速電圧が表面拡散エネルギーに移行する機構が重要である。低速クラスターと固体表面との相互作用の描像は以下のように理解される。まづ、クラスターはほぼ球形であるためにクラスターの先端が衝突すると中央部分に高密度領域が形成される。高密度は高圧力を生みだすので、それがある臨界値を超えると側端の原子弾き飛ばす。臨界値に達した時点でクラスターの高密度領域が表面上にあるか表面下にあるかによって違いがでる。Cu(111)面の場合は弾き飛ばされたクラスター銅原子がまわりの結晶の銅原子を押し退けてクレータを作り、Pt(111)面の場合は自分自身が表面をマイグレートする。
低速クラスターを固体表面に照射すると、必ず高密度ゾーンがクラスター内に形成されることが明確になったので、この高密度ゾーンがクラスターの飛程に及ぼす影響を調べた。Au55をCu基板にかなり高速から数eV/atomのエネルギーで照射した。高速クラスターに体してはDYACATコードを用い、100eV以下はMD計算をした。DYACATとMD計算は100eV以下でその差が見られた。すなわち、低速では多体効果が無視できないことがわかった。面白いことに30eV以下の単原子のCuの照射では、入射イオンは結晶表面に支えられて、固体内に侵入できないのに、クラスターイオンは侵入していくことが観測された。すなわち、低速ではクラスターのエネルギーは原子あたりより全エネルギーで寄与することが判明した。
反射したクラスター原子の角度分布に及ぼす高密度は高密度形成の直後の反射したクラスター原子の角度分布に顕著に見られた。とくに、横方向に多くの原子は飛び出すことが判明した。

報告書

(3件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (32件)

  • [文献書誌] 村本哲也、山村泰道: "Comuter Studies on Depth Profiles due to Carbon Fullerlen Impacts on a TiD_2 Target" Jpn. J. Appl. Phys.39. 6545-6549 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 山村泰道: "計算機シミュレーションによるクラスターイオン照射効果への応用" 放射線と産業. 76. 45-49 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 村本哲也、山村泰道: "Molecular and Cluster Surface Scattering from a Metal Surface" AIP Conference Proceedings 416 of Similarities and Differences between Atomic Nuclei and Clusters. 483-486 (1998)

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  • [文献書誌] 村本哲也、山村泰道: "Cluster Effects on Projected Ranges due to High-Energy Cluser Impacts" AIP Conference Proceedings 416 of Similarities and Differences between Atomic Nuclei and Clusters. 487-490 (1998)

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  • [文献書誌] 瀬實一全、山村泰道: "Molecular Dynamics Studies of Thin Film Growth by Ionized Cluster Beam Depostion" Computational Materrials Science(印刷中). (1998)

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  • [文献書誌] 瀬實一全、村本哲也、山村泰道: "Computer Studies on Projected Range due to Few eV to keV Cluster Impacts" IEEE Proceedings of the Conference on IIT'98(印刷中).

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Muramoto and Y.Yamamura: "Computer Studies on Depth Profiles due to Carbon Fullerlen Impacts on a TiD_2 Target" Jpn.J.Appl.Phys.6545-6549 (1997)

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  • [文献書誌] T.Muramoto and Y.Yamamura: "Cluster Effects on Projected Ranges due to High-Energy Cluster Impacts" AIP Conference Proceedings 416 of Similarities and Differences between Atomic Nuclei and Clusters. 487-490 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Muramoto and Y.Yamamura: "Molecular and Cluster Surface Scattering from a Metal Surface" AIP Conference Proceedings 416 of Similarities and Differences between Atomic Nuclei and Clusters. 483-486 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazumasa Yorizane and Yasunori Yamamura: "Molecular Dynamics Studies of Thin Film Growth by Ionized Cluster Beam Depostion" Computational Materials Science. (in press). (1998)

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  • [文献書誌] K.Yorizane, T.Muramoto, and Y.Yamamura: "Computer Studies on Projected Range due to Few eV to keV Cluster Impacts" IEEE Proceedings of the Conference on IIT'98. (accepted).

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Muramoto, K.Yorizane, and Y.Yamamura: "Angular Distribution of Cluster Atoms due to Cluster Impact" IEEE Proceedings of the Conference on IIT'98. (accepted).

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Yamamura, T.Kenmotsu, K.Yorizane, and T.Muramoto: "Progress in Computer Simulation for Ion-Solid Interaction" IEEE Proceedings of the Conference on IIT'98. (accepted).

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Yorizane, T.Muramoto, and Y.Yamamura: "Computer Studies on Reflection and Sputtering due to Low-Energy Cluster Impacts" Nucl.instr.and Meth.B.(accepted).

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Muramoto, Y.Yamamura, T.Miura and S.M.Lee: "Calculations of differential cross-section for collisions of noble gas ions with carbon atoms in C_<60>" Nucl.Instr.and Meth.B. (accepted).

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  • [文献書誌] M.Ishida, Y.Yamaguchi, H.Yoshinaga and Y.Yamamura: "Dynamical Simulation of Sputtering and Reflection from a Ternary Alloy" Radiation Effects and Deffects in Solids. 142. 287-299 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Yamamura and T.Kenmotu: "Dynamical Simulation of Surface Compositional Changes in Ni-Cu Alloys during High-Temperature Ion Sputtering" Radiation Effects and Deffects in Solids. 142. 383-399 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ishida, Y.Yamaguchi and Y.Yamamura: "Simulation of the MO film deposition in the magnetron sputering discharge" Thin Solid Film. 334. 225-229 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kenmotsu, T.Kawamura, T.Ono and Y.Yamamura: "Dynamical Simulation for Sputtering of B_4C" J.Nucl.Mater. 258-263. 729-734 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.Takeuchi and Y.Yamamura: "Structure analysis of Ni(110)surface using comouter simulation of NICISS" Nucl.Inst.Meth.B 140. 389-396 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Yamamura: "Dynamic MC simulation of low-energy ion implantation" Nucl.Instr.Meth.B,(accepted).

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Yamamura, W.Takeuchi and T.Kawamura: "Shell correction of screening length in interatomic potentia" Nucl.Instr.Meth.B,(accepted).

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 村本哲也、山村泰道: "Computer Studies on Depth Profiles due to Carbon Fullerlen Impacts on a TiD_2 Target" Jpn.J.Appl.Phys.39. 6545-6549 (1997)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 山村泰道: "計算機シミュレーションによるクラスターイオン照射効果への応用" 放射線と産業. 76. 45-49 (1997)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 村本哲也、山村泰道: "Molecular and Cluster Surface Scattering from a Metal Surface" AIP Conference Proceedings 416 of Similarities and Differences between Atomic Nuclei and Clusters. 483-486 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 村本哲也、山村泰道: "Cluster Effects on Projected Ranges due to High-Energy Cluster Impacts" AIP Conference Proceedings 416 of Similarities and Differences between Atomic Nuclei and Cluster. 487-490 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 頼實一全、山村泰道: "Molecular Dynamics Studies of Thin Film Growth by Ionized Cluster Beam Depostion" Computational Materials Science. (印刷中). (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 頼實一全、村本哲也、山村泰道: "Computer Studies on Projected Range due to Few eV to keV Cluster Impacts" IEEE Proceedings of the Conference on IIT'98. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Ono, T.Kawamura, K.Ishii and Y.Yamamura;: "Sputtering Yield Formula for B4C Irradiated with Monoenergetic Ions at Normal Incidnece" J. Nucl. Technol.232. 52-58 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] M.Ishida, Y.Yamaguchi, H.Yoshinaga and Y.Yamamura: "Dynamical Simulation of Sputtering and Refletion from a Ternary Alloy" Radiation Effects and Deffects in Solids. 142. 287-299 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Yamamura and T.Kenmotu: "Dynamical Simulation of Surface Compositional Changes in Ni-Cu Alloys during High-Temperature Ion Sputtering" Radiation Effects and Deffects in Solids. 142. 383-399 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Muramoto and Y.Yamamura: "Computer Studies on Depth Profiles due to Carbon Fullerlen Impacts on a TiD2Target" Jpn. J. Appl. Phys.36. 6545-6549 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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