イオン衝撃による固体励起の電子的過程の研究

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イオンを固体に輝射するとき、その飛跡にそって高密度電子励起が生じ、それが原因となって種々の原子過程、例えばスパタリング、界面反応、欠陥生成および泡生成(希ガス固体の場合)が生じる。本研究の目的は、イオンの飛跡に生じる電子励起の形態と、それによって誘起される表面・界面反応および欠陥生成の形態との相関を種々の物質について測定し、その基本的な法則を見つけることにある。60年度に得られた主な成果の概要は次の通りである。(1)高密度励起効果の理論的考察およびレーザー照射効果の雰囲気依存性重イオン飛跡内の高密度励起によるスパタリングと、レーザー照射下における高密度励起によるスパタリングとを比較するため、二正孔模型を用いて、それぞれの収量を計算した結果、実験結果を十分説明し得ることが明らかとなった。またGap結晶にレーザー照射を行なうことによる表面層の変化をRBS法によって測定した。その結果真空中で照射した場合には、Pの欠乏した損傷層が生じるのに対し、酸素中で照射した場合には、PおよびGaの酸化物が生じることが明らかとなった。(名大工)(2)レーザー照射効果の時間分解測定SOS試料を用い、レーザー照射直後の表面および界面の反射率や電気伝導度の時間変化を測定し、高密度励起層を見つけた。(築波大物質工)(3)希ガス液体・固体における荷電粒子による飛跡生成と発光発光・電離の信号と泡生成とが同時に測定出来る液体アルゴン泡箱の設計を行ない製作を開始した。(早大および理研)(4)一次元系における高密度電子励起による構造変化一次元系における高密度電子励起による構造変化の理論計算を行ない、構造変化の誘起される条件を明らかにした。(東大物性研)