低速多価冷イオンの電子的励起過程による表面変形機構の解明

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21510108
• 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: ナノ構造科学
• 研究機関: 岡山理科大学
• 研究代表者: 中川 幸子 岡山理科大学, 理学部, 教授 (10098585)
• 連携研究者: 山崎 泰規 東京大学, 特任教授 (30114903) ; 斎藤 博 岡山理科大学, 名誉教授 (20013526) ; 大石 正和 岡山理科大学, 名誉教授 (40068911)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: HCI(多価イオン) / 計算機シミュレーション / 電子・フォノン相互作用 / コヒーレントフォノン / 表面改質 / 近接場効果

研究概要

低速高電離イオン(HCI)は固体表面に電子励起による高原状・層状的膨らみ(ヒロック)を作る。我々はその形成機構を、『電子励起過程に続く局在フォノンの協力現象的な緩和』と予測した。その物質依存性の解明に、原子の集積状態により電子状態が大きく変わる炭素系固体に注目し、ヒロック形成のもっとも重要な機動力が、フェムト秒で働く光学フォノンとピコ秒で働く音響フォノンに因るとする「2フォノンモデル」を確立した。

研究成果

• [雑誌論文] Ordering effects in extreme highresolution depth profiling with MeV ion beams (2012)
  • 著者名/発表者名: H. J. Whitlow and S. T. Nakagawa
  • 雑誌名: Nucl. Instr. Meth. B 巻: 272 ページ: 430-432
  • DOI: DOI:10.1016/j.nimb.2011.01.116
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coarse-grained analysis of crystalline defects caused by ion beam irradiation (2011)
  • 著者名/発表者名: S. T. Nakagawa
  • 雑誌名: Elect. Eng. Jpn 巻: 177 ページ: 54
  • DOI: DOI:10.1002/eej.21151
  • URL: http://wileyonlinelibrary.com
  • 査読あり
• [雑誌論文] An MD simulation to form an NV-N centre using N2 implantation into diamond (2011)
  • 著者名/発表者名: S. T. Nakagawa, H. Nagao, and G. Betz
  • 雑誌名: Diamond and Related Mate-rials 巻: 20 ページ: 927-930
  • DOI: DOI:10.1016/j.diamond.2011.05.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Dynamic Simulation for the NV-N Center Formation by Means of N_2 Beam Implantation into a Diamond (2011)
  • 著者名/発表者名: S. T. Nakagawa, H. Kanda, T. Sakai, M. Ohishi, H. Saito, S. Nakagawa, Y. Banden, and G. Betz
  • 雑誌名: Trans. Mater. Res. Soc. Jpn 巻: 36 ページ: 79-82
  • URL: http://rs-j.org/home/ja/backnumber
  • 査読あり
• [雑誌論文] A predictive model for the electronic stopping force for molecular dynamic simulation(I) (2010)
  • 著者名/発表者名: S. T. Nakagawa and H. J. Whitlow
  • 雑誌名: Nucl. Instrum. Meth. B 巻: 268 ページ: 3287-3290
  • DOI: DOI:10.1016/j.nimb.2010.06.018
  • 査読あり
• [雑誌論文] A modeling for the interaction between a cluster beam and material(in Japanese) (2010)
  • 著者名/発表者名: S. T. Nakagawa
  • 雑誌名: J. Surf. Sci. Soc. Jpn 巻: 31 ページ: 580-586
  • URL: http://jglobal.jst.go.jp/public/20090422/200902214491148430
  • 査読あり
• [雑誌論文] The straggling of dissociation distance in molecular beam implant-tation(in Japanese) (2010)
  • 著者名/発表者名: S. T. Nakagawa, H. Kanda, and G. Betz
  • 雑誌名: IEEJ Trans. EIS 巻: 130 ページ: 2182
  • DOI: DOI:10.1541/ieejeiss.130.2182
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interactions of the cluster beams with solid surfaces (2009)
  • 著者名/発表者名: S. T. Nakagawa
  • 雑誌名: J. Vac. Sci. Soc. Jpn 巻: 52 ページ: 224-230
  • URL: http://dx.doi.org10.3131/jvsj2.52.224
  • 査読あり
• [雑誌論文] What is the significance of Nitrogen-Vacancy centers in the doping into diamond? (2009)
  • 著者名/発表者名: S. T. Nakagawa, A. Okamoto, M. Ohishi, H. Saito, H. Hashimoto, and G. Betz
  • 雑誌名: Nucl. Instr. Meth. B 巻: 267 ページ: 1226-1228
  • DOI: DOI:10.1016/j.nimb.2009.01.020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lithography with MeV energy ions for biomedical applications : accelera-tor considerations (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Sangyuenyongpipat, H. J. Whitlow, S. T. Nakagawa, and E. Yoshida
  • 雑誌名: Proc. CAARI 2008, AIP Conf. Proc 巻: 1099 ページ: 282-286
  • DOI: DOI:10.1063/1.3120033
  • 査読あり
• [学会発表] The mesoscopic re-sponse of a crystal after ion beam irradiation (2011)
  • 著者名/発表者名: S. T. Nakagawa
  • 学会等名: Low Carbon Earth Summit(LCES-2011)
  • 発表場所: Dalian, China
  • 年月日: 2011-10-21
• [学会発表] A computer simulation of post-annealing (2011)
  • 著者名/発表者名: S. T. Nakagawa
  • 学会等名: Int. Workshop on Ion Beam Application of Functional Materials
  • 発表場所: Shandong, China
  • 年月日: 2011-08-20
• [学会発表] An electron-phonon coupling model for nanohillock formation in HOPG due to low-energy highly charged ions (2011)
  • 著者名/発表者名: S. T. Nakagawa, H. J. Whitlow, K. Ohashi, Y. Mizuno, and G. Betz
  • 学会等名: Int. Conf. Radiation Effect in Insulator
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2011-08-17
• [学会発表] Physics of amorphiza-tion (2011)
  • 著者名/発表者名: S. T. Nakagawa
  • 学会等名: 11^<th> Int. Workshop on junction Technology
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2011-06-09
• [学会発表] Formation mechanisms of nanohillocks by highly charged ion irradiation of surface (2010)
  • 著者名/発表者名: S. T. Nakagawa, M. Takeda, and Y. Yamazaki
  • 学会等名: 17^<th> Int. Conf. Ion Beam Modification
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 2010-08-23
• [図書] Specific defect induced by a molecular beam implant-tation into a diamond, in Diamond : Properties, Production and Uses (2012)
  • 著者名/発表者名: S. T. Nakagawa
  • 総ページ数: 145-153
  • 出版者: NOVA Publisher, New York
• [図書] Characterizing Nanoscale crystal perfection by crystal mapping, in Ion beams in Nanoscience and Technology (2009)
  • 著者名/発表者名: S. T. Nakagawa
  • 総ページ数: 129-145
  • 出版者: Springer-Verlag, Berlin