低速多価イオンビーム照射によるガラス材の電気伝導度のスイッチング現象の研究

• 研究課題/領域番号: 23656225
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 池田 時浩 独立行政法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 専任研究員 (80301745)
• 研究協力者: 小島 隆夫 理化学研究所, 山崎原子物理研究室, 専任研究員 (90211896) ; 本橋 健次 東洋大学, 理工学部・生体医工学科, 准教授 (50251583)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2012年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2011年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: 多価イオンビーム / ガラス / 絶縁体 / 電気伝導度 / スイッチング現象

研究概要

ガラスは絶縁体として知られ、内部抵抗率は非常に高く、表面抵抗率も含め絶縁性が高い。厚さが0.1～1 mmほどのソーダライムのガラス板では実用的には電流は流れないとも見なせる。この高い絶縁性を可逆的に低くするようなスイッチング制御ができれば、極めて絶縁性の高いスイッチング素子が実現する。本研究では、制御に電場を用いるが、真空中でガラス板に多価イオンマイクロビームを照射してピンポイントに帯電させ、その反射イオンの軌道から帯電の様子、すなわち抵抗率が電場強度に応じてヒステリシスを持つスッチングをしている可能性をとらえ、モデル計算とも一致することを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Highly charged ion scattering on single-crystalline (0001) and (000-1) zinc-oxide surfaces (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Motohashi, T. Ikeda
  • 雑誌名: Vacuum 巻: 104 ページ: 22-28
  • DOI: 10.1016/j.vacuum.2013.12.017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transmission of slow highly charged ions through glass capillaries: Role of the capillary shape (2013)
  • 著者名/発表者名: C. L. Zhou, M. Simon, T. Ikeda, S. Guillous, W. Iskandar, A. Méry, J. Rangama, H. Lebius, A. Benyagoub, C. Grygiel, A. Müller, M. Döbeli, J. A. Tanis, and A. Cassimi
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 88 号: 5
  • DOI: 10.1103/physreva.88.050901
  • 査読あり
• [雑誌論文] 総説 ガラスキャピラリー光学系のビーム通過特性とマイクロビーム応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 池田時浩
  • 雑誌名: 原子衝突学会誌 巻: 10, 5 ページ: 125-144
  • URL: http://www.atomiccollision.jp/collision/syoutotsu/13_1005s.pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of keV and MeV ion microbeams through tapered glass capillaries (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Ikeda
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: 399 ページ: 12007-12007
  • DOI: 10.1088/1742-6596/399/1/012007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Resistive switching induced on a glass plate by ion beam irradiation (2012)
  • 著者名/発表者名: Tokihiro Ikeda
  • 雑誌名: Nucl. Instrum. Meth. B 巻: 287 ページ: 31-34
  • DOI: 10.1016/j.nimb.2012.06.001
  • 査読あり
• [学会発表] A Plenary Presentation : Transmission characteristics of keV highly charged ions and MeV light ions through single tapered glass capillaries (2014)
  • 著者名/発表者名: Tokihiro Ikeda
  • 学会等名: 20th International Workshop on Inelastic Ion-Surface Collisions (IISC-20)
  • 発表場所: Wirrina Cove, South Australia, Australia
  • 年月日: 2014-02-20
  • 招待講演
• [学会発表] Plenary Presentation: Transmission characteristics of keV highly charged ions and MeV light ions through single tapered glass capillaries (2014)
  • 著者名/発表者名: Tokihiro Ikeda
  • 学会等名: 20th International Workshop on Inelastic Ion-Surface Collisions (IISC-20)
  • 発表場所: South Australia, Australia
  • 招待講演
• [学会発表] ガラス板表面の帯電による低速多価イオンビームガイド (2013)
  • 著者名/発表者名: 池田時浩
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学常三島キャンパス
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] Application of ion microbeams produced by tapered glass capillary optics (2013)
  • 著者名/発表者名: Tokihiro Ikeda
  • 学会等名: Institute of Physics
  • 発表場所: Moscow State University, Moscow, Russia
  • 年月日: 2013-08-29
  • 招待講演
• [学会発表] Application of ion microbeams through tapered glass capillary optics (2013)
  • 著者名/発表者名: Tokihiro Ikeda
  • 学会等名: The 21st International Conference on Ion-Surface Interactions
  • 発表場所: Yaroslavl, Russia
  • 年月日: 2013-08-23
• [学会発表] Microbeams through tapered glass capillary optics (2013)
  • 著者名/発表者名: Tokihiro Ikeda
  • 学会等名: Seminar in Institute for Modern Physics, Chinese Academy of Sciences
  • 発表場所: Lanzhou, China
  • 年月日: 2013-08-01
  • 招待講演
• [学会発表] Dynamic features of slow highly charge ion beam guided with a glass surface (2013)
  • 著者名/発表者名: Tokihiro Ikeda
  • 学会等名: ICPEAC2013 (XXVIII International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions)
  • 発表場所: Lanzhou, China
  • 年月日: 2013-07-29
• [学会発表] Ion-beam guiding in insulators Dynamic features of slow highly charge ion beam guided with a glass surface (2013)
  • 著者名/発表者名: Tokihiro Ikeda
  • 学会等名: ICPEAC2013 (XXVIII International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions)
  • 発表場所: Lanzhou, China
  • 年月日: 2013-07-29
  • 招待講演
• [学会発表] Dynamic features of slow highly charged ion beam guiding with a glass surface (2013)
  • 著者名/発表者名: Tokihiro Ikeda, Takao M. Kojima, Yasuyuki Kanai , and Yasunori Yamazaki
  • 学会等名: ICPEAC2013 (XXVIII International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions)
  • 発表場所: Lanzhou, China
• [学会発表] Application of ion microbeams produced by tapered glass capillary optics (2013)
  • 著者名/発表者名: Tokihiro Ikeda
  • 学会等名: Seminar in Institute of Physics, Moscow State University
  • 発表場所: Moscow, Russia
  • 招待講演
• [学会発表] ガラス板表面の帯電による低速多価イオンビームガイド (2013)
  • 著者名/発表者名: 池田時浩、小島隆夫
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学、徳島
• [学会発表] Dynamic features of slow highly charge ion beam guiding with glass surface (2012)
  • 著者名/発表者名: Tokihiro Ikeda
  • 学会等名: ICACS-25 (25th International Conference on Atomic Collisions in Solids)
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2012-10-24
• [学会発表] Resistive switching induced on a glass plate by ion beam irradiation (2012)
  • 著者名/発表者名: Tokihiro Ikeda
  • 学会等名: IUMRS International Conference on Electronic Materials 2012
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 2012-09-25
• [学会発表] Guiding of Slow Highly Charged Ions through Tapered Glass Capillaries (2012)
  • 著者名/発表者名: Tokihiro Ikeda
  • 学会等名: 26th Summer School and International Symposium on the Physics of Ionized Gases
  • 発表場所: Zrenjanin, Serbia
  • 年月日: 2012-08-28
  • 招待講演
• [学会発表] Resistive switching induced on a glass plate by ion beam irradiation (2012)
  • 著者名/発表者名: Tokihiro Ikeda
  • 学会等名: IUMRS International Conference on Electronic Materials 2012
  • 発表場所: Yokohama
• [学会発表] Dynamic features of slow highly charge ion beam guiding with glass surface (2012)
  • 著者名/発表者名: Tokihiro Ikeda, Takao M. Kojima, Yasuyuki Kanai, and Yasunori Yamazaki
  • 学会等名: ICACS-25 (25th International Conference on Atomic Collisions in Solids)
  • 発表場所: Kyoto
• [図書] マイクロビームアナリシス・ハンドブック (2014)
  • 著者名/発表者名: 池田時浩
  • 総ページ数: 708
  • 出版者: オーム社
• [図書] マイクロビームアナリシス・ハンドブック (2014)
  • 著者名/発表者名: 池田時浩（共著）
  • 総ページ数: 708
  • 出版者: オーム社
• [備考]
  • URL: http://www.riken.jp/ap/nanobeam/