イオン衝撃による固体励起の原子的過程の研究

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本年の研究実績は大別すると、(1)エキシマレーザーを用いた多光子励起による表面離脱原子のイオン化過程についての研究成果(森田,一村),(2)二次イオン生成機構における酸素の誘起効果の解析(志水),(3)スパッタリング過程のコンピュータシミュレーションによる系統的解明の3テーマになる。それらの成果は次の通りである。(1) エキシマレーザーを用いた多光子励起により、とくにNiとAlについて一連の実験結果が得られはじめている。森田はNi表面にAU原子を単原子層被覆させてイオン衝撃による反跳スパッタリングの機構解明を行っているがNi原子の多光子励起イオン化に成功しており、機構解明に強力な武器となることがわかった。Alについての多光子励起イオン化については一村が現有のXeClエキシマレーザーで、ほぼ飽和条件にあることを実験で確めて、本方式の有用性を確めている。今後はデータの積み重ねに移行するわけで進捗状況はきわめて良好である。(2) 二次イオン生成における酸素の誘起効果については志水は、ISS-SIMS装置に新たに仕事関数測定を導入して、Ni試料における誘起効果には、2段階過程が存在することを初めて明らかにした。又、第一段階では従来提案されていたトンネルモデルが適用できることを実現より確かめ二次イオン生成機構解明に新らしい知見をもたらした。(3) スパッタリングについてのコンピュータシミュレーションについては、山村による系統的研究が精力的になされ、とくに臨界エネルギー領域におけるスパッタリング過程の研究やスパッタ原子の角度分布の計算などは、従来の研究とは一線を画す新たな展望をもたらした。更に現在進められている分子動力学的シミュレーションによる成果を含めると、その成果は多大である。