低速多価イオンマニミュレーションと単イオンナノドット生成への応用

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これまで、1)ピロリティックグラファイト(HOPG)表面を多価イオンで照射し、それを走査型トンネル顕微鏡でin situ観察した。2)その際形成されるナノドットのサイズと高さをイオンエネルギーとイオン価数の関数として観測した。3)ナノドットサイズ、形状等について、照射時の真空度、残留ガス種依存性を観測した。4)自己組織化された単分子膜を多価イオンで照射した。実験結果;1)HOPGのAr8+,9+,11+による照射では、20eV/qから2keV/qまでに広いエネルギー領域にわたってナノドットのサイズと高さを観測し、誤差の範囲内で強い依存性のないことを初めて確認した。運動エネルギーが広い範囲にわたって現象に寄与しないという、極めて興味深い事実が明らかになった。2)多重ドットが形成されているのではないかという兆候を見つけた。特に、単イオン照射において、1つの大きなドットがその周辺に一つ、或いは、複数個の小さなドットをともなっている例が見られた。この様な多重ドットは運動エネルギーを下げると共に増加しているように見えた。今後、確認を要するが、大変興味深いデータであると考えている。3)以上のナノドット形成がバックグラウンドガスの元で変化するかを研究した。特に、酸素分子、窒素分子、及び、アルゴン中での変化を観測したが、超高真空中での結果と大きな違いはなかった。これはナノドットが照射後極めて速やかに不活性な状態に緩和することを示している。4)この様にして形成されたナノドットは極めて安定で、大気にさらす前後で観測しても大きな違いは認められなかった。5)自己組織化単分子膜を多価イオンで照射すると数十分子を含む広い領域にわたるナノクレーターの形成されることが確認できた。今後、系統的研究を進める予定である。