神田 一浩

© 2017 American Physical Society. We searched for the bound state of the neutron-rich Λ-hypernucleus HΛ6, using the Li6(π-,K+)X double charge-exchange reaction at a π- beam momentum of 1.2GeV/c at J-PARC. A total of 1.4×1012π- was driven onto a Li6 target of 3.5-g/cm2 thickness. No event was observed below the bound threshold, i.e., the mass of HΛ4+2n, in the missing-mass spectrum of the Li6(π-,K+)X reaction in the 2<θπK<20 angular range. Furthermore, no event was found up to 2.8MeV/c2 above the bound threshold. We obtained the double-differential cross section spectra of the Li6(π-,K+)X reaction in the angular range of 2<θπK<14. An upper limit of 0.56 nb/sr (90% C.L.) was obtained for the production cross section of the HΛ6 hypernucleus bound state. In addition, not only the bound state region, but also the Λ continuum region and part of the Σ- quasifree production region of the Li6(π-,K+) reaction were obtained with high statistics. The present missing-mass spectrum will facilitate the investigation of the Σ - nucleus optical potential for Σ - He5 through spectrum shape analysis.

SiO_x中に低温でナノ結晶Si(nc-Si)を形成することは、高効率太陽電池実現にとって重要な技術の一つである。我々はシンクロトロン放射光施設NewSUBARUのBL07Aを利用した軟X線照射による低温結晶化を提案しており、非晶質Si(a-Si)膜において結晶化閥値温度を100℃程度低減できることを明らかにしている。Si2p軌道の内殻準位に近い光子エネルギーの軟X線照射による電子励起・原子移動効果により、SiO_x膜中のa-Siは結晶化した。軟X線照射時の基板温度は660℃である。nc-Siの粒径は、ラマンピークのシフトより16.8nmと見積もられた。軟X線照射により、nc-Siを低温で形成できる可能性があると考えられる。

我々は10nm程度の極浅接合形成のため、アンジュレータ光源を用いた軟X線照射によるSi中B不純物の低温活性化について検討している。本研究では、B不純物源として極浅接合形成が期待できるBクラスタイオン(B_<10>H_<14>^+)を用いた。軟X線照射した試料のシート抵抗は、低温(〜500℃)にもかかわらず、熱処理よりもシート抵抗の低減が確認され、軟X線照射の効果が確認された。これは、軟X線照射による電子励起・クーロン斥力発生および局所格子振動の合成による原子移動効果により、B_<10>H_<14>^+注入時のSiダメージ層の結晶性回復とB原子のSi格子位置への置換(ノックオン効果)が生じたためと考えられる。また、B_<10>H_<14>^+注入はB^+注入に比べ、低抵抗化が可能であることが示された。

発表者らは、日本に分布する MelanudandsやFulvudandsといった火山灰土にはイオウ（S)化合物が多量に蓄積され、その主要な形態はエステル硫酸態S(酸化型の有機S)であることを明らかにしてきた。しかし、火山灰土が火山灰の2次堆積や大陸からの風成塵が継続的に累積したことにより上方に向かって発達する累積性土壌である点については、考慮してこなかった。そこで土の累積性がエステル硫酸態Sの垂直分布に与える影響について検討するため、日光七本桜テフラ（Nt-S, 14,000-15,000年前形成）の上部に発達したmelanic epipedonに存在するエステル硫酸態Sを、S K-edge XANES spectroscopyと湿式分析を組み合わせることで定量した。また全Sの安定同位体比δ&lt;sup&gt;34&lt;/sup&gt;Sの垂直変動も計測した。その結果、エステル硫酸Sの前身である還元型Sを多く含む層がエステル硫酸主体の層の間に縞模様に観察され、下層のδ&lt;sup&gt;34&lt;/sup&gt;Sは表層より高いことが明らかになった。これらの結果から、上方への土壌母材の堆積とデトリタスや土壌有機物の分解作用が同時に起こることで縞模様は形成され、分解過程で生成したエステル硫酸態Sの一部は無機の硫酸イオンまでは分解されずに保存されていると推察された。

10nm程度の極浅接合形成のため、アンジュレータ光源を用いた軟X線照射によるSi中B不純物の低温活性ィヒについて検討した。軟X線照射によるシート抵抗の低減効果は、熱処理と比べて400℃以下の低温領域で顕著になり、アレニウスプロットから見積もった活性化エネルギーは軟X線照射と熱処理でそれぞれ、0.06eV、0.18eVであった。照射光子エネルギーがSi2pのエネルギー準位に近づくと、活性化が促進された。また、活性化率6.2×10^<-3>と低いが、100℃程度の低温処理でも、軟X線の効果により、活性化が促進された。さらに、Cu製冷却ホルダを用いて35℃で軟X線照射した場合、わずかにシート抵抗は減少した。以上のことからSi中のBの活性化は (1)Si2p準位の電子励起によるイオン化、(2)それに伴うクーロン斥力の発生、(3)クーロン斥力発生・格子振動の局所合成によるSi原子の原子移動の促進、(4)Si結品性回復およびSi原子移動によるB原子のノックノン効果によるB原子のSi格子位置への移動のプロセスが考えられる。

a-Ge, a-SiGe腹の軟X線照射結晶化における照射光子エネルギー依存性を検討した。Ge腹において蓄積リング電流値75mA、照射光子エネルギー100evにて、試料温度が380℃で結晶化が見られたが、130eVでは100eVの条件より試料温度が高い410℃にもかかわらず結晶化が見られなかった。このことから結晶化は温度効果よりも照射光子エネルギーに依存すると考えられる。また、軟X線照射により結晶化したSiGe濃度傾斜多層膜を透過型電子顕微鏡(TEM)により観察した。層界面では結晶格子が連なっており、軟X線照射結晶化では眉間に結晶方位関係を有する結晶成長が実現できることが明らかとなった。

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2013. Stability of hydrogen in diamond-like carbon (DLC) film under simulated space environment, i.e., hyperthermal atomic oxygen, vacuum ultraviolet (VUV) and soft X-ray exposures has been studied. Hydrogen in DLC was released by exposure to low-energy atomic oxygen beam, whereas the gasification reaction of carbon atom needed collision energy above 3 eV. The desorption process in the deep region required a higher collision energy. The density of hydrogen decreased 11% by atomic oxygen exposure, and was independent of the collision energy. Photon exposure also releases hydrogen from DLC. High-energy photons in soft x-ray promote the hydrogen desorption even from deeper region with high efficiency. It was considered that soft x-ray could release bonded hydrogen which is not released by VUV or atomic oxygen exposures.

ガラス基板上に蒸着した非晶質Si,Ge,Si_xGe_<1-x>膜へ,NewSUBARU放射光施設の短尺アンジュレータ光源を用いた軟X線を照射して結晶化する新しい方法(軟X線照射法)を開発した。固相下における擬似核形成・粒成長の低温化を確認した.本方法の基本となる素過程は軟X線の光子エネルギーにより非晶質膜を構成する原子の内殻電子を局所的に励起させ,原子間のクーロン斥力により原子を移動させ,擬似結晶核を形成する事である.擬似結晶核の形成に対応して,粒成長の低温化をはかる事ができる.現状においてはSi,Ge,Si_xGe_<1-x>膜において,赤外線加熱による結晶化よりも約100℃低温において結晶化を実現している.

ガラス基板上に蒸着した非晶質Si,Ge,Si_xGe_<1-x>膜へ,NewSUBARU放射光施設の短尺アンジュレータ光源を用いた軟X線を照射して結晶化する新しい方法(軟X線照射法)を開発した。固相下における擬似核形成・粒成長の低温化を確認した.本方法の基本となる素過程は軟X線の光子エネルギーにより非晶質膜を構成する原子の内殻電子を局所的に励起させ,原子間のクーロン斥力により原子を移動させ,擬似結晶核を形成する事である.擬似結晶核の形成に対応して,粒成長の低温化をはかる事ができる.現状においてはSi,Ge,Si_xGe_<1-x>膜において,赤外線加熱による結晶化よりも約100℃低温において結晶化を実現している.

アンジュレータ光源から発生した軟X線をa-Si膜(膜厚1,50nm)に照射したときの特性変化を検討した.照射前後で表面粗さRaは0.63nmから1.70nmへ変化した.これに対応して電気抵抗値も増加した.膜厚が薄い場合,単位原子当たりの光の吸収量が大きい.フォトンによるSi原子の振動励起がトリガーとなり,膜厚方向へ働く力が大きくなる.Si原子の移動が連続的に生じ凝集現象が起き,表面形状が変化したと考えられる.

Our investigation of diamond-like carbon (DLC) nanosprings with a 130nm spring-section diameter, which were fabricated by focused-ion-beam chemical vapor deposition (FIB-CVD), showed for the first time that nanosprings can be stretched. We observed large displacements of the FIB-CVD nanosprings using in situ optical microscopy; in other words, the nanosprings showed behavior similar to that of macroscale springs. In addition, we investigated the dependence of the spring constant of DLC nanosprings on spring diameter. The spring constants, measured using commercially available cantilevers, ranged from 0.47 to 0.07N/m. The diameter dependence of spring constant can be accurately expressed by the conventional formula for a coil spring. The estimated shear modulus of the DLC nano-springs was about 70GPa. This value is very close to the value of conventional coil springs made of steel. Furthermore, we measured the stiffness of a DLC nanospring annealed at 1000℃ in vacuum. The stiffness was decreased to approximately half of the stiffness of the nanospring without annealing.