レーザーアブレーション・Si超微粒子生成過程の時間分解X線吸収分光法による研究

利用时间分辨X射线吸收光谱研究激光烧蚀/Si超细颗粒生成过程

• 批准号: 07750005
• 负责人: 牧村 哲也
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750005/
• 关键词: レーザーアブレーション; シリコンナノクラスター; 軟X線吸収分光法

ヘリウムガス雰囲気中で固体のシリコンターゲットにYAG レーザー光を照射することで,シリコン粒子が放出され,ナノメートルの程度の大きさのシリコン微粒子(シリコンナノラスター)が生成される.本研究ではその生成手法を確立すること及び生成過程を明確にすることを目的とした.まず,同時にイオン,中性原子,分子,ナノクラスターの検出が可能である時間分解軟X線吸収分光測定を行った.これにより,検出感度のある範囲内では,レーザー光照射後から2マイクロ秒後までの時間域でシリコンイオンやシリコン中性原子のみが存在すること明らとなった.次に時間分解可視発光空間分布測定を行った.発光の最も強い点は,時間と共にターゲットから離れ,ガス雰囲気中では一定の距離の点(最終到達点)で停止する.この最終到達点を各ガス圧の場合について測定した.この結果を踏まえ,最終到達点,それよりターゲットに近い位置,及び遠い位置に基板を設置し,最終生成物を堆積させ,これの原子間力顕微鏡による観察を行った.その結果,最終到着点及びそれより遠い位置に設置した基板上にはナノクラスターが堆積することが明らかとなった.また,その平均粒径は,雰囲気ガスの圧力を500mTorr から20Torr へと増加させると,0.8nmから20nmへと大きくなることが明らかになった.以上の結果から,シリコンナノケラスターは,レーザー光照射により発生したシリコン原子が,雰囲気ガスとの衝突により運動エネルギーを失い,クラスターリングをすることで生成すると考えられる.軟X線吸収測定の結果は,この過程が,2マイクロ秒より遅い時間スケールで進行することを強く示唆している.

When YAG light is irradiated, particles are emitted and particles are generated to a large extent. This study establishes the method of production and the process of production. Time resolved soft X-ray absorption spectroscopy is possible for simultaneous detection of neutral atoms, molecules, and molecules. In this case, the detection sensitivity is within the range of 2 seconds after the light irradiation, and the neutral atom exists in the time domain. Time decomposition of visible light spatial distribution measurement. The strongest point of light emission is the point at which time the light will stop at a certain distance (final arrival point). The final arrival point is determined in each case. The result is that the final arrival point is located at the middle position and the far position of the substrate, and the final product is accumulated, and the atomic force microscope is observed. As a result, the position of the final landing point and the position of the remote position are set on the substrate. In addition, the average particle size of the alloy increases from 500mTorr to 20Torr and the pressure of the alloy increases from 0.8 nm to 20nm. The above results show that: (1) the number of atoms generated by light irradiation is higher than that of atoms generated by light irradiation;(2) the number of atoms generated by light irradiation is higher than that of atoms generated by light irradiation;(3) the number of atoms generated by light irradiation is higher than that of atoms generated by light irradiation; and (4) the number of atoms generated by light irradiation is higher than that of atoms generated by light irradiation. The results of soft X-ray absorption measurement show that the process is 2 seconds long.