| 研究概要 |
金属中に重い稀ガス原子(Ar、Kr、Xe)を多量にイオン注入すると、室温でも高圧状態の稀ガス原子固体が形成される。これは、しばしば固体バブルとも呼ばれる。面心立方および六方晶金属中では母体と同じ結晶構造をもち、結晶方位は母体結晶と揃っている。このバブルが形成されると、電子顕微鏡、電子線回折法等で観察可能となり、その成長、移動、構造等が調べられているが、形成の初期段階(核形成)は観察出来ないため調べられていなかった。そこで、本研究では、体心立方結晶を取り上げ、イオンチャネリング法により、イオン注入後の個々の稀ガス原子の結晶格子内位置、および、それらの注入量に対する変化を調べることにより、バブル形成の初期段階(核形成の過程)を明らかにし、これまでに行った面心立方金属についての結果と比較する。
料はFe単結晶で、これに150keVのXe^+を1x10^<14>,4x10^<14>,1x10^<15>,1x10^<16>Xe/cm^2の種々の量、イオン注入し、Xe原子の格子内位置を決定するため、1.5MeV He^+ビームを用い、後方散乱チャネリング実験を行っている。実験、解析は現在継続中である。これまでの結果では、Xe原子の大部分は格子置換(S)位置およびランダム(R)位置を占め、注入量が少ない時には、その割合は少ないが、格子間四面体(T)位置、格子点から僅かずれた(D)位置にも存在する。TおよびD位置占有はXe原子と原子空孔との相互作用の結果と考えられる。注入量の増加と共にS.TおよびD位置を占める割合は減少し、R位置を占める割合が増加する。この結果は、注入の初期段階でT、D位置を占めるようなXe原子と原子空孔との複合体が形成され、これが核となってXeバブルへと成長することを示唆している。
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