低速多価イオンビームによる原子操作

使用慢速多电荷离子束进行原子操纵

基本信息

批准号：
11222207
负责人：
目黒多加志
金额：
$ 33.02万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (B)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

高配向性グラファイトに多価のアルゴンイオンを照射することにより、ナノサイズのダイヤモンドの創製が可能なことが、本研究の成果として得られたが、本年度はさらに作成した構造が本来持っていない新たな特性を示すことを明らかにした。高配向性グラファイトに8価のアルゴンイオンを照射した後、He-Cdレーザーを照射しイオン照射領域をsp^3を有するナノダイヤモンド様の構造に変化させ、さらにその構造を水素雰囲気中で600℃、30分間の熱処理を施すことにより、複数の特性に顕著な変化が見られた。グラファイトは可視域、紫外域には発光を示さない材料であるが、20Kで測定したカソードルミネッセンスでは、微弱ながら紫外域に発光を示すことが分かった。また、イオン照射領域に対して走査トンネル顕微鏡を用いて電界放出効果を調べたところ、化学気相成長法で作成した多結晶ダイヤモンド薄膜と同等の電界放出特性を示すことも確認された。これらの結果は、ナノスケールでの新しい材料創製を示唆する結果と考えられる。また、ラマン分光法を用いて多価イオン照射の高配向性グラファイト基板に対する効果を調べた結果、同程度のドーズ量では価数が高くなるにつれて、ディフェクティブなスペクトルが得られた。これは、価数が低い場合には、イオン照射により点欠陥が生成されるが、価数の増加に従い点欠陥の複合体が形成されることを示している。また、レーザーアブレーションによりナノ構造シリコン(Siナノ微粒子)を創製し、気相での水素表面修飾、および固相でのErとPの不純物をドーピングを試み、Siナノ微粒子の形成過程については第2レーザー照射法により時間分解PL測定を行ない、その動的過程を明らかにし、Erドーピングにより温度消光のないSiナノ結晶の作製とPドナーのSiナノ結晶へのドーピングの可能性を示した。

这项研究证明，可以通过用多价氩离子照射高度定向的石墨来创建纳米尺寸的钻石，但是今年我们进一步揭示了创建的结构展示了没有固有的新特性。在用八度氩离子辐照高度定向的石墨后，使用HE-CD激光器将离子辐照区域更改为具有SP^3的纳米木木样结构，然后在600°C的氢气中进行热处理30分钟。在氢气大气中持续30分钟，并在多个特性中进行了显着变化。石墨是一种不会在可见和紫外线区域发出光的材料，但是发现在20k下测得的阴极发光显示出紫外线区域的光发射，尽管较弱。此外，当使用扫描隧道显微镜检查现场发射效应对离子辐照区域进行了检查时，已经证实，它表现出与化学蒸气沉积产生的多晶型钻石薄膜相似的场发射特性。人们认为这些结果表明在纳米级创建了新材料。此外，使用拉曼光谱法研究了多价离子辐照对高度取向石墨基板的影响，并且随着价的增加，相似剂量的增加，获得了缺陷的光谱。这表明当价值低时，点缺陷是通过离子辐照产生的，但是随着价的增加，形成了点缺陷的复杂。此外，通过激光消融，气相中的氢表面修饰以及在固相中具有ER和P的杂质掺杂，并使用第二激光辐照方法来阐明动态过程，并使用SI Nananocry of Decution quoperation Si i nananocrys进行，纳米结构的硅（SI纳米颗粒）是通过激光消融，在气相中的氢表面修饰和掺杂剂量而产生的。 P捐赠者的Si纳米晶体掺杂到Si纳米晶体中。