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水和クラスターのサイズ分離・構造解析と固体表面との相互作用の研究

研究課題

研究課題/領域番号 24360010
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 応用物性・結晶工学
研究機関京都大学

研究代表者

高岡 義寛  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90135525)

研究分担者 龍頭 啓充  京都大学, 大学院工学研究科, 講師 (20392178)
竹内 光明  京都大学, 大学院工学研究科, 助教 (10552656)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2014年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2013年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2012年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
キーワード水クラスター / 水和クラスター / イオンビーム / クラスターサイズ / サイズ分析 / 構造解析 / メタン / 二酸化炭素 / ハイドレート / サイズ分離 / 表面反応
研究成果の概要

本研究で開発した水和クラスターイオンビーム装置を用いて、メタンや二酸化炭素分子を包接した水和クラスターのサイズ分析を試み、その生成メカニズムを明らかにした。また、クラスターの電子線回折パターンの観測結果から、水クラスターおよび二酸化炭素クラスターは、それぞれ氷のダイヤモンド構造およびドライアイスの面心立方構造を取ることを明らかにした。
水和クラスターと固体表面との相互作用について、クラスターイオン照射特有の高密度照射効果を理論的・実験的に明らかにした。さらに、水和クラスターイオンを金属表面に照射し、基板表面の化学的スパッタリングや表面腐食が促進されることを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 16件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (27件)

  • [雑誌論文] Irradiation Effect of Gas-Hydrate Cluster Ions on Solid Surfaces2014

    • 著者名/発表者名
      G.H. Takaoka, H. Ryuto, M. Takeuchi
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods

      巻: B326 ページ: 190-194

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2013.09.038

    • NAID

      120005435065

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Surface Modification Using Ionic Liquid Ion Beams2014

    • 著者名/発表者名
      G.H. Takaoka, M. Takeuchi, H. Ryuto et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods

      巻: B341 ページ: 32-36

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2014.06.030

    • NAID

      120005525679

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Interactions of Fragment Ions of Tetradecane with Solid Surfaces2014

    • 著者名/発表者名
      G.H. Takaoka, M. Takeuchi, H. Ryuto et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods

      巻: B341 ページ: 48-52

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2014.06.029

    • NAID

      120005525678

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Interaction between Water Cluster Ions and Mica Surface2014

    • 著者名/発表者名
      H. Ryuto, M. Takeuchi, G.H. Takaoka et al.
    • 雑誌名

      Journal of Vacuum Science and Technology A

      巻: 32 号: 2

    • DOI

      10.1116/1.4849323

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Low Fragment Polyatomic Molecular Ion Source by Using Permanent Magnets2014

    • 著者名/発表者名
      M. Takeuchi, H. Ryuto, G.H. Takaoka et al.
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 85 号: 2

    • DOI

      10.1063/1.4826328

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Equipment to Detect Luminuscence Induced by Cluster Ion Collision2014

    • 著者名/発表者名
      H. Ryuto, M. Takeuchi, G.H. Takaoka et al.
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 85 号: 2

    • DOI

      10.1063/1.4825388

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characteristics of Acetone Cluster Ion Beam for Surface Processing and Modification2014

    • 著者名/発表者名
      H. Ryuto, M. Takeuchi, G.H. Takaoka et al.
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 85 号: 2

    • DOI

      10.1063/1.4824754

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mesenchymal Stem Cell Adhesion on Metal and Polymeric Surfaces Modified by Oxygen Cluster Ion Irradiation2014

    • 著者名/発表者名
      G.H. Takaoka, M. Takeuchi, H. Ryuto et al.
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan

      巻: 39 ページ: 459-463

    • NAID

      130005004381

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Production and irradiation of ionic liquid cluster ions2013

    • 著者名/発表者名
      Gikan H Takaoka, Mitsuaki Takeuchi,Hiromichi Ryuto
    • 雑誌名

      Nucl. Instrum. Meth. Phys. B

      巻: (in press) ページ: 257-259

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2012.11.072

    • NAID

      120005343926

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface Reaction between Water Cluster Ion and Silicon Substrate2013

    • 著者名/発表者名
      H. Ryuto, M. Takeuchi, G.H. Takaoka et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B

      巻: 315 ページ: 227-230

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2013.05.083

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acetone Cluster Ion Beam Irradiation on Solid Surfaces2013

    • 著者名/発表者名
      H. Ryuto, M. Takeuchi, G.H. Takaoka et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B

      巻: 315 ページ: 231-233

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2013.04.027

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deposition of Ionic Liquid Ion Beams on Solid Substrates2013

    • 著者名/発表者名
      M. Takeuchi, H. Ryuto, G.H. Takaoka et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B

      巻: 315 ページ: 234-239

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2013.04.074

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Ionic Liquid Ion Source with Porous Emitter for Surface Modification2013

    • 著者名/発表者名
      M. Takeuchi, H. Ryuto, G.H. Takaoka et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B

      巻: 315 ページ: 345-349

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2013.05.065

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Irradiation effects of water cluster ion beam on PMMA surface2013

    • 著者名/発表者名
      H. Ryuto, M. Takeuchi, G.H. Takaok,, et al.
    • 雑誌名

      Vacuum

      巻: 87 ページ: 119-122

    • DOI

      10.1016/j.vacuum.2012.02.051

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface processing using water cluster ion beams2013

    • 著者名/発表者名
      G.H. Takaoka, H. Ryuto, M. Takeuchi, et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B

      巻: 307 ページ: 33-36

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2012.11.070

    • NAID

      120005343925

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface irradiation and materials processing using polyatomic cluster ion beams2012

    • 著者名/発表者名
      G.H.Takaoka
    • 雑誌名

      J.Mater.Res.

      巻: 27 号: 5 ページ: 806-821

    • DOI

      10.1557/jmr.2011.426

    • NAID

      120003988356

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Photon Emission from Solid Surfaces Irradiated by Cluster Ion Beams2014

    • 著者名/発表者名
      G.H. Takaoka, H. Ryuto, M. Takeuchi et al.
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Ion Beam Modification of Materials (IBMM2014)
    • 発表場所
      Leuven, Belgium
    • 年月日
      2014-09-14 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Sputtering of Metal Surfaces by CO2-hydrate Cluster Ion Beams2014

    • 著者名/発表者名
      G.H. Takaoka, H. Ryuto, M. Takeuchi et al.
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Ion Beam Modification of Materials (IBMM2014)
    • 発表場所
      Leuven, Belgium
    • 年月日
      2014-09-14 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Mesenchymal Stem Cell Adhesion on Metal and Polymeric Surfaces Modified by Oxygen Cluster Ion Irradiation2014

    • 著者名/発表者名
      G.H. Takaoka, M. Takeuchi, H. Ryuto et al.
    • 学会等名
      The 15th IUMRS-International Conference in Asia (IUMRS-ICA2014)
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Field-Emitted Ion Beam of Ionic Liquids with Different Viscosities2014

    • 著者名/発表者名
      M. Takeuchi, H. Ryuto, G.H. Takaoka et al.
    • 学会等名
      The 15th IUMRS-International Conference in Asia (IUMRS-ICA2014)
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Ion Beam Deposition/Etchnig by EMIM-N(CN)2 Ionic Liquid Ion Source2014

    • 著者名/発表者名
      M. Takeuchi, H. Ryuto, G.H. Takaoka et al.
    • 学会等名
      The 15th IUMRS-International Conference in Asia (IUMRS-ICA2014)
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Irradiation Effects of Fragment Ions of Tetradecane on Glass Surfaces2014

    • 著者名/発表者名
      G.H. Takaoka, M. Takeuchi, H. Ryuto et al.
    • 学会等名
      20th International Conference on Ion Implantation Technology (IIT2014)
    • 発表場所
      Portland, USA
    • 年月日
      2014-06-24 – 2014-07-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Sputtering and Chemical Modification of Soild Surfaces Using Oxygen Ion Beams2014

    • 著者名/発表者名
      G.H. Takaoka, H. Ryuto, M. Takeuchi et al.
    • 学会等名
      20th International Conference on Ion Implantation Technology (IIT2014)
    • 発表場所
      Portland, USA
    • 年月日
      2014-06-24 – 2014-07-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Surface Modification by Using Ionic Liquid Ion Beams2013

    • 著者名/発表者名
      G.H. Takaoka, M. Takeuchi, H. Ryuto et al.
    • 学会等名
      E-MRS 2013 Spring Meeting
    • 発表場所
      Strasbourg, France
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Interactions of Fragment Ions of Tetradecane with Solid Surfaces2013

    • 著者名/発表者名
      G.H. Takaoka, M. Takeuchi, H. Ryuto et al.
    • 学会等名
      E-MRS 2013 Spring Meeting
    • 発表場所
      Strasbourg, France
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Irradiation Effect of Gas-Hydrate Cluster Ions on Solid Surfaces2013

    • 著者名/発表者名
      G.H. Takaoka, H. Ryuto, M. Takeuchi et al.
    • 学会等名
      The 17th International Conference on Radiation Effects in Insulators (REI-17)
    • 発表場所
      Helsinki, Finland
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Development of High-Current Ionic Liquid Ion Source toward Surface Modification2013

    • 著者名/発表者名
      M. Takeuchi, H. Ryuto, G.H. Takaoka et al.
    • 学会等名
      2013 MRS Spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Surface Smoothing of Glass Substrate by Irradiation of Ionic Liquid Ion Beams2013

    • 著者名/発表者名
      M. Takeuchi, H. Ryuto, G.H. Takaoka et al.
    • 学会等名
      2013 MRS Spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Equipment to Detect Luminuscence Induced by Cluster Ion Collision2013

    • 著者名/発表者名
      H. Ryuto, M. Takeuchi, G.H. Takaoka et al.
    • 学会等名
      15th International Conference on Ion Sources (ICIS'13)
    • 発表場所
      Chiba, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Characteristics of Acetone Cluster Ion Beam for Surface Processing and Modification2013

    • 著者名/発表者名
      H. Ryuto, M. Takeuchi, G.H. Takaoka et al.
    • 学会等名
      15th International Conference on Ion Sources (ICIS'13)
    • 発表場所
      Chiba, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Low Fragment Polyatomic Molecular Ion Source by Using Permanent Magnets2013

    • 著者名/発表者名
      M. Takeuchi, H. Ryuto, G.H. Takaoka et al.
    • 学会等名
      15th International Conference on Ion Sources (ICIS'13)
    • 発表場所
      Chiba, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Effects of Ionic Liquid EMIM-N(CN)2 Ion Beam Irradiation2013

    • 著者名/発表者名
      M. Takeuchi, H. Ryuto, G.H. Takaoka et al.
    • 学会等名
      23rd Annual Meeting of MRS-Japan
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Polyatomic Ion Beam of Ionic Liquids with Different Conductivity2013

    • 著者名/発表者名
      M. Takeuchi, H. Ryuto, G.H. Takaoka et al.
    • 学会等名
      23rd Annual Meeting of MRS-Japan
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Surface Processing Using Water Cluster Ion Beams2012

    • 著者名/発表者名
      G.H. Takaoka, H. Ryuto, M. Takeuchi, et al.
    • 学会等名
      The 18th Int. Con£on Ion Beam Modifi. Mater. (IBMM2012)
    • 発表場所
      青島(中国)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Production and Irradiation of Ionic Liquid Cluster Ions2012

    • 著者名/発表者名
      G.H. Takaoka, M. Takeuchi, H. Ryuto, et al.
    • 学会等名
      The 18^<th> Int. Conf. on Ion Beam Modifi. Mater. (IBMM2012)
    • 発表場所
      青島(中国)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Surface Interaction and Processing Using Polyatomic Cluster Ions2012

    • 著者名/発表者名
      G.H. Takaoka
    • 学会等名
      13^<th>Int. Conf.on Plasma Surface Engineering(PSE2012)
    • 発表場所
      ガルミシュ(ドイツ)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Irradiation Effects of Ethanol Clustaf Ion Beam on Mica Surface2012

    • 著者名/発表者名
      H. Ryuto, M. Takeuchi, G.H. Takaoka, et al.
    • 学会等名
      IUMRS-Int. Conf. on Electro. Mat. (IUMRS-ICEM2012)
    • 発表場所
      横浜(日本)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Ion Beam Properties of Ionic Liquid Ion Source with Porous Emitter for BMI-PFe and EMI-BF42012

    • 著者名/発表者名
      M. Takeuchi, H. Ryuto, G.H. Takaoka, et al.
    • 学会等名
      IUMRS-Int. Conf. on Electro. Mat. (IUMRS-ICEM2012)
    • 発表場所
      横浜(日本)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Irradiation Effect of Ionic Liquid BMI-PF_6 Ion Beam on Glass Surface2012

    • 著者名/発表者名
      M. Takeuchi, H. Ryuto, G.H. Takaoka, et al.
    • 学会等名
      IUMRS-Int. Conf. on Electro. Mat. (IUMRS-ICEM2012)
    • 発表場所
      横浜(日本)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Surface Reaction between Water Cluster Ion and Silicon Substrate2012

    • 著者名/発表者名
      H. Ryuto, M. Takeuchi, G.H. Takaoka, et al.
    • 学会等名
      25^<th> Int. Conf. on Atomic Colli. Solids (ICACS-25)
    • 発表場所
      京都(日本)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Acetone Cluster Ion Beam Irradiation on Solid Surfaces2012

    • 著者名/発表者名
      H. Ryuto, M. Takeuchi, G.H. Takaoka, et al.
    • 学会等名
      25^<th> Int. Conf. on Atomic Colli. Solids (ICACS-25)
    • 発表場所
      京都(日本)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Deposition of Ionic Liquid Ion Beams on Solid Surfaces2012

    • 著者名/発表者名
      M. Takeuchi, H. Ryuto, G. H. Takaoka, et al.
    • 学会等名
      25th Int. Conf.on Atomic Colli. Solids (ICACS-25)
    • 発表場所
      京都(日本)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Development of Ionic Liquid Ion Source with Porous Emitter for Surface Modification2012

    • 著者名/発表者名
      M. Takeuchi, H. Ryuto, G. H. Takaoka, et al.
    • 学会等名
      25th Int. Conf on Atomic Com. Solids (ICACS-25)
    • 発表場所
      京都(日本)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2012-04-24   更新日: 2019-07-29  

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