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高濃度イオン注入によるセラミックス系機能膜の創出と構造

研究課題

研究課題/領域番号 61470067
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 無機工業化学・無機材料工学
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

岡本 祥一  長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (60087418)

研究分担者 植松 敬三  長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (00110726)
高田 雅介  長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (20107551)
弘津 禎彦  長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (70016525)
松下 和正  長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (80024610)
山下 努  長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (30006259)
小林 健吉郎  愛媛大学, 工学部, 助手 (20153603)
研究期間 (年度) 1986 – 1988
研究課題ステータス 完了 (1988年度)
配分額 *注記
6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
1988年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
1987年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
1986年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
キーワードイオン注入 / 高温超伝導 / 窒素マルテンサイト / Fe_<16>N_2 / 交換異方性 / 鉄藏化物 / ZnO / ZnSe / P型制御 / チッ素イオン / 鉄チッ化物 / 【Fe_(16)】【N_2】
研究概要

セラミックあるいは金属薄膜に、N+、O+、B+などの励起イオンを10^<18>〜10^<18>ions/cm^2の高濃度に濃度と注入深さを制御して注入することにより、原子レベルで制御された物質を、室温かつ非平衡状態で合成することを試みた。注入試料について原子配列、結晶構造、微細構造を明らかにし電気的、磁気的機能性、高温超伝導性、光機能注に注目しつつより高度の機能性を模索した。
1.高温超伝導性と微細構造:1980年、高圧印加TiB_2が高温超伝導性を示す可能性について情報があった。そこで、Ti膜にB注入を行ないTiB_2膜を得た。4.2K〜700Kに亘り50ppm/K以下の温度係数を示す安定な抵抗膜が得られたが超伝導性は検出されなかった。N注入Nb膜ではTcが注入によって数K上昇した。さらにセラミックス超伝導体にO_2^+の注入を試みたが超伝導特性の顕著な改善は見られなかった。この研究により、セラミックス超伝導体の構造と微細構造に関し多くの知見が得られた。
2.FeーN系マルテンサイト薄膜の合成と磁性:鉄の単結晶薄膜にN_2^+を注入し、Fe_<16>N_2の合成を試みた。Fe_<16>N_2は、その自発磁化が鉄の値を40%近く上回るといわれる幻の物質である。試行錯誤の末、純度の高いFe_<16>N_2が得られた。自発磁化の実測値は鉄を確実に上回っており、ほば13%の上昇が見込まれている。一般に微量のN注入により自発磁化は増加する。
3.CoーCoO接合界面を含む薄膜の磁性:Co薄膜にO_2^+を注入しCoーCoO接合界面を含む薄膜を作製し構造、磁性を調べた。大きな交換磁気異方性の誘起を観測した。
4.N注入ZnO膜:c軸配向した六方晶ZnO薄膜にN_2^+を注入し組成変化、構造変化を調べた。N注入により抵抗は上昇し、注入した窒素によると考えられる蛍光スペクトルを観測した。注入した窒素はかなり安定に格子位置に入ると考えられる。

報告書

(4件)
  • 1988 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1987 実績報告書
  • 1986 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (44件)

  • [文献書誌] K.Nakajima;Y.Hirotsu;S.Okamoto: J.Am.Cer.Soc.70. 321-322 (1987)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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  • [文献書誌] K.Kobayashi;S.Okamoto;M.Sukigara: J.Electroanal.Chem.225. 79-92 (1987)

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  • [文献書誌] K.Kobayashi;M.Takano;S.Okamoto: Chemistry Letters. 1881-1884 (1987)

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      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 中島健介、岡本祥一、小林健吉郎: 日本化学会誌. 11. 1896-1900 (1987)

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      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 中島健介、岡本祥一、小林健吉郎、岩木正哉: 日本化学会誌. 11. 2001-2003 (1987)

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  • [文献書誌] M.Matsuda;A.Kikuchi;M.Ishii;M.Takata;T.Yamashita;S.Okamoto: Japan.Journal.Applied.Physics. 27. L1439-L1441 (1988)

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      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松田元秀、高田雅介、山下努、岡本祥一、石井守: 粉体および粉末冶金. 35. 373-378 (1988)

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  • [文献書誌] K.Nakajima;S.Okamoto: J.Appl.Phys.

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  • [文献書誌] K.Nakajima;S.Okamoto: Appl.Phys.Lett.

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  • [文献書誌] 轟木博、岡本祥一: 日本セラミックス協会学術論文誌.

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  • [文献書誌] 岡本祥一: "イオン注入表層改質技術" サイエンスフォーラム, (1987)

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      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 岡本祥一: "イオン注入法" 産業調査会, (1988)

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      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 岡本祥一: "磁気と材料" 共立出版(株), (1988)

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  • [文献書誌] K. Nakajima: "Anomalous X-ray Line Broadening in gamma -Fe_2O<@23@2 Derived from gamma -FeOOH" Journal of American Ceramic Society. 70. 321-322 (1987)

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  • [文献書誌] K. Kobayashi: "A Capacitance Relaxation Method for Studying Surface States at Semiconductor-Liquid Junction" Journal of Electroanal. Chemistry. 225. 79-92 (1987)

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      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Kobayashi: "An Oxygen Sensitive alpha -Fe_2O_3-Au Diode" Chemistry Letters. 1881-1884 (1987)

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      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Nakajima: "Characterization of High Dose B^+ Implantated Ti Thin Films" Journal of Chemical Society of Japan. 11. 1896-1900 (1987)

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      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Nakajima: "Formation of Fe_<16>N_2 by Nitrogen Ion Implantation into Iron Thin films" Journal of Chemical Society of Japan. 11. 2001-2003 (1987)

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      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Matsuda: "Processing and Superconducting Properties of GdBa_2Cu_3O_<7-> Ceramics" Japanese Journal of Applied Physics. 27. 1439-1441 (1988)

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    • 関連する報告書
      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Matsuda: "Critical Current Density of GdBa_2Cu_3O_<7-X> Ceramics" Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy. 35. 373-378 (1988)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Nakajima: "Formation of Ferromagnetic Iron Nitrides in Thin Films by High Dose Nitrogen Implantation" Journal of Applied Physis. in press.

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    • 関連する報告書
      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Nakajima: "Nitrogen Implantation in Epitaxial Iron Thin Films" Applied Physics Letters. in press.

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      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Todoroki: "Super Conducting Properties of Hot-pressed YBCO Ceramics" Journal of The Ceramic Society of Japan. in press.

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      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Okamoto: Effects of Ion Implantation on Properties of Magnetic Thin Films in "Surface Modification by Ion Implantaion" edited by S. Yoshida et al.Science Forum, (1987)

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      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Okamoto: Conversion Electron Mossbauer Spectra in "Surface Modification by Ion Implantaion" edited by S. Yoshida et al.Science Forum, (1987)

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      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Okamoto: Magnetism and Materials. Kyoritsu Shuppan, (1988)

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    • 関連する報告書
      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Matuda;A.Kikuchi;M.Ishii;M.Takata;T.Yamashita;S.Okamoto: Japan.Journal.Applied.Physics,. 27. L1439-L1441 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 松田元秀、高田雅介、山下努、岡本祥一、石井守: 粉体および粉末冶金. 35. 373-378 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nakajima;S.Okamoto: J.Appl.Phys.,.

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nakajima;S.Okamoto: Appl.Phys.Lett.

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 轟木 博、岡本祥一: 日本セラミックス協会学術論文誌.

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 岡本祥一: "イオン注入法" 産業調査会, 162

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 岡本祥一: "磁気と材料" 共立出版,

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 中島健介: 日本化学会誌. 1896-1900 (1987)

    • 関連する報告書
      1987 実績報告書
  • [文献書誌] 中島健介: 日本化学会誌. 2001-2003 (1987)

    • 関連する報告書
      1987 実績報告書
  • [文献書誌] 小林健吉郎: Chemistry Letters. 1881-1884 (1987)

    • 関連する報告書
      1987 実績報告書
  • [文献書誌] 小林健吉郎: J.Electroanal.Chem. 225. 79-92 (1987)

    • 関連する報告書
      1987 実績報告書
  • [文献書誌] 小林健吉郎: 日本化学会誌. 1901-1907 (1987)

    • 関連する報告書
      1987 実績報告書
  • [文献書誌] 中島健介: J.Am.Cera.Soc.70. 321-322 (1987)

    • 関連する報告書
      1987 実績報告書
  • [文献書誌] 岡本祥一: "磁気と材料" 共立出版, 150 (1988)

    • 関連する報告書
      1987 実績報告書
  • [文献書誌] 中島健介: J.Ame.Ceramic.Soc.

    • 関連する報告書
      1986 実績報告書
  • [文献書誌] 小林健吉郎: chem.Lett.1507-1510 (1986)

    • 関連する報告書
      1986 実績報告書
  • [文献書誌] 小林健吉郎: J.Appl.phys.60. 4191-4199 (1986)

    • 関連する報告書
      1986 実績報告書
  • [文献書誌] 小林健吉郎: J.Electroanal.Chem.

    • 関連する報告書
      1986 実績報告書

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公開日: 1987-03-31   更新日: 2016-04-21  

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