高速重イオンによる電子励起ミキシングの機構解明と複合酸化物、珪素化物への応用

17年度、18年度の金属-シリコン系、金属-アルシナ系における電気励起シキシングの研究に引き続き、19年度は、アルミ酸化物-セリウム酸化物間、および金属-金属間の電子励起ミキシングの研究を行った。Al203上にCeO2薄膜をスパッタ法により作成した。この試料を200MeVのxbイオンで照射し、異種元素界面の様子をX線回折法により評価した。低照射量領域では、Ce02の格子定数はいったん減少し、その後増加に転じた。後者は、Ce02内部への格子欠陥蓄積によるものと思われるが、前者の現象は、Al203-Ce02界面において原子ミキシングが起こった可能性を示唆する。また、Fe原子とRh原子が1:1で混在する金属間化合物Fe-50%Rh試料を同じく200MeV Xeイオンで照射した試料に対して、低速陽電子ビゴムによるSパラメータ測定を行った。Sパラメータのイオン照射量依存性から厘子空孔濃度を算出した結果、数10ppm程度であった。一方SRIM計算コードから求めた原子はじき出し量は1000ppm程度であった。これは、高速イオン照射によりFe原子とRh原子のミキシングが起こり、RhサイトのFe原子が置換する、いわゆる反構造欠陥(Apti-site dedects)が生じていることを意味するものである。これらの反構造欠陥の生成により、FeRh合金の磁性が大きく変化することもみいだしている。これらの結果は国際学会などで発表し、論文にもまとめた。

17年度、18年度の金属-シリコン系、金属-アルシナ系における電気励起シキシングの研究に引き続き、19年度は、アルミ酸化物-セリウム酸化物間、および金属-金属間の電子励起ミキシングの研究を行った。Al203上にCeO2薄膜をスパッタ法により作成した。この試料を200MeVのxbイオンで照射し、異種元素界面の様子をX線回折法により評価した。低照射量領域では、Ce02の格子定数はいったん減少し、その後増加に転じた。後者は、Ce02内部への格子欠陥蓄積によるものと思われるが、前者の現象は、Al203-Ce02界面において原子ミキシングが起こった可能性を示唆する。また、Fe原子とRh原子が1:1で混在する金属間化合物Fe-50%Rh試料を同じく200MeV Xeイオンで照射した試料に対して、低速陽電子ビゴムによるSパラメータ測定を行った。Sパラメータのイオン照射量依存性から厘子空孔濃度を算出した結果、数10ppm程度であった。一方SRIM計算コードから求めた原子はじき出し量は1000ppm程度であった。これは、高速イオン照射によりFe原子とRh原子のミキシングが起こり、RhサイトのFe原子が置換する、いわゆる反構造欠陥(Apti-site dedects)が生じていることを意味するものである。これらの反構造欠陥の生成により、FeRh合金の磁性が大きく変化することもみいだしている。これらの結果は国際学会などで発表し、論文にもまとめた。