救纪によるグラファイト呈灰宛れの钱此下

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侯喇¨ 1998/01/13 佬铂　水咕デ〖タ戎规　　　¨110001 救纪によるグラファイト呈灰宛れの钱此下誊弄　　　　　　¨盖挛山烫における风促瓤炳の卢年と庐刨侠弄豺老甫垫悸卉怠簇叹　¨彩池祷窖模垛掳亨瘟祷窖甫垫疥炳脱尸填　　　　¨盖挛山烫风促瓤炳卢年、山烫猖剂、救纪布湿拉卢年、瓤炳庐刨侠弄豺老、亨瘟删擦车妥　　　　　　¨ 　グラファイトに、技补から573 Kまでの补刨认跋で、3 keV-He⁺イオンを救纪したときに栏喇した呈灰宛れ(风促)について、救纪面の钱此下(钱宠拉步による风促瓤炳)第び救纪稿アニ〖リング面の钱此下を悸箕粗ラマン欢宛卢年により拇べた。呈灰宛れは、宛れにより栏じたピ〖ク(×1360 cm^-¹)とラマン宠拉なE₂_gモ〖ドのピ〖ク(×1580 cm^-¹)との动刨孺から夸年した。瓤炳庐刨侠弄豺老により、钱此下の宠拉步エネルギ〖を滇めた。　拒嘿棱汤　　　　¨ 　盖挛亨瘟のイオン救纪は、イオン庙掐、山烫猖剂、救纪禄烬、プラズマ-噬陵高侯脱などの甫垫や活赋のために弓く网脱されている。イオン救纪によって呈灰宛れ(呈灰风促)が栏喇するが、呈灰宛れは救纪面第び救纪稿アニ〖リング(酒七)面に钱此下(钱宠拉步による风促瓤炳)を弹こす。塑甫垫は、グラファイトにHeイオンを救纪した眷圭について、この呈灰宛れの钱此下の册镍を汤らかにすることを誊弄とする。　　活瘟は、冯窘拉の光い光芹羹拉钱尸豺辊濒(HOPG)である。活瘟はマニピュレ〖タのNiプレ〖トヒ〖タ〖惧に艰り烧けて裁钱し、补刨卢年は活瘟山烫に泰缅させたアルメルクロメル钱排滦によって乖った。Heイオン救纪は、亩光靠鄂チャンバ〖(毗茫靠鄂刨< 10^-⁸ Pa)柒で乖い、裁庐エネルギ〖は3 keVで、救纪数羹は山烫の恕俐数羹に滦して55‰の逞刨で乖った。ラマン欢宛五弹各には、息鲁券慨のアルゴンイオンレ〖ザ〖の514.5 nm各を脱いた。活瘟からの欢宛各は、亩光靠鄂チャンバ〖のサファイア岭を奶して稿数欢宛芹弥で礁各し、ダブルモノクロメ〖タ〖で尸各した稿、マルチチャンネルアナライザ〖で浮叫した。哭1　グラファイト(HOPG)の453 Kにおける3 keV-He⁺イオン救纪面第び救纪稿アニ〖リング面のラマンスペクトルの卢年毋(帽疤箕粗あたりの救纪翁は1x10¹¹ ions/cm²/s)¨a)救纪涟、b)150擅救纪稿、c)300擅救纪稿、d)300擅救纪+700擅アニ〖リング稿、e)300擅救纪+3000擅アニ〖リング稿。∈付侠矢2より苞脱∷ 　哭1は、453 Kにおけるグラファイトのイオン救纪面第び救纪稿アニ〖リング面の1肌ラマンスペクトルの卢年毋である。a)はイオン救纪涟のスペクトルで、1580 cm^-¹烧夺にラマン宠拉なE₂_gモ〖ドのピ〖ク(Gピ〖ク)が囱卢される。b)およびc)はともに救纪面のスペクトルで、救纪倡幌より150擅稿および300擅稿のものである。ここで、帽疤箕粗あたりの救纪翁は1x10¹¹ ions/cm²/sである。Gピ〖クに裁えて、1360 cm^-¹烧夺に呈灰宛れによるピ〖ク(Dピ〖ク)が附れる。d)およびe)は、300擅のイオン救纪稿に、さらに700擅および3000擅のアニ〖リングを裁えたものである。　　Gピ〖クに滦するDピ〖クの动刨孺、R=(Dピ〖ク动刨)】(Gピ〖ク动刨)、はグラファイトの霖士烫柒のフォノン陵簇调违に嫡孺毋する(付侠矢3)。グラファイトは2肌傅霖士烫の动い鼎铜冯圭を积つので、ピ〖ク动刨孺Rは风促腔刨の士数含に孺毋することになる。篓ち、风促腔刨はピ〖ク动刨孺の2捐に孺毋する。螟荚たちは、ピ〖ク动刨孺に大涂する风促は付灰鄂功(vacancy)である、またそれから滇まるフォノン陵簇调违は霖士烫柒の付灰鄂功粗调违であると雇えている。哭2　グラファイト(HOPG)の3 keV-He⁺イオン救纪面(链救纪箕粗300擅)第び救纪稿アニ〖リング面のラマン欢宛ピ〖ク动刨孺の箕粗恃步¨a)技补、b)393 K、c)453 K、d)473 K。帽疤箕粗あたりの救纪翁は1x10¹¹ ions/cm²/s。∈付侠矢2より苞脱∷ 　哭2は、イオン救纪面(链救纪箕粗300擅)第び救纪稿アニ〖リング面のラマン欢宛ピ〖ク动刨孺の箕粗恃步である。a)の技补では、救纪稿アニ〖リング面のピ〖ク动刨孺はほとんど恃わらず、钱此下が痰浑できることを绩している。b)、c)、d)と补刨が惧竞すると钱此下によるピ〖ク动刨孺の负警が螟しくなる。　　哭2の悸赋冯蔡は、肌及によってよく棱汤される。　　　　　　 dn/dt = K - n/τ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(1) 　　ここで、焊收は风促腔刨の笼裁唯、nは风促腔刨、tは箕粗である。塑悸赋では、惧揭のように nはR²に孺毋する。宝收妈1灌は救纪による风促の栏喇唯で、イオンの硷梧、エネルギ〖、帽疤箕粗あたりの救纪翁で疯まる。塑悸赋の眷圭、妄侠弄夸年猛は K⑩4x10^-⁶である。宝收妈2灌は钱此下による负警灌で、τは此下箕粗である。钱此下灌が惧及のように山せるということは、いわゆる瓤炳庐刨侠のアレニウスの及で1肌瓤炳を簿年することに陵碰する。篓ち、　　　　　　1/τ = ν exp(-E/kT)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(2) 　である。ここで、νは慷瓢眶傍灰、Eは宠拉步エネルギ〖、kはボルツマン年眶、Tは冷滦补刨である。哭3　a)グラファイト(HOPG)の3 keV-He⁺イオン救纪面のラマン欢宛ピ〖ク动刨孺と救纪箕粗の士数含との簇犯。帽疤箕粗あたりの救纪翁は1x10¹¹ ions/cm²/s。　b)此下箕粗の嫡眶のアレニウスプロット。∈付侠矢2より苞脱∷ 　哭3aは、イオン救纪面のピ〖ク动刨孺(R)を救纪箕粗の士数含(t¹^/²)の簇眶としてプロットしたものである。技补では、デ〖タが木俐の惧に捐り、钱此下がほとんど痰浑できる、篓ち及(1)の宝收妈2灌が痰浑できる。このとき、nが tに孺毋して、篓ち Rが t¹^/²に孺毋して笼裁する。473 Kと573 Kのデ〖タはこの木俐より负警するが、これは及(1)の妈2灌の大涂であり、デ〖タからそれぞれの补刨に滦して1/τが滇まる。　　救纪稿のアニ〖リングでは、及(1)宝收の妈1灌は 0であり、nは exp(-t/τ)に孺毋して负警する。n、あるいは Rの滦眶を tに滦してプロットすれば、木俐が评られ、その耕芹からτが滇められる。塑悸赋の冯蔡のプロットは、企つの木俐の下として山された。篓ち、称アニ〖リング补刨における钱此下が企つの迫惟した1肌瓤炳の下として山された。哭3bは、及(2)の尉收の滦眶をとったもので、それぞれの此下箕粗の嫡眶の滦眶を冷滦补刨の嫡眶の簇眶として、いわゆるアレニウスプロットをしたものである。この哭からそれぞれの钱此下册镍に滦する宠拉步エネルギ〖と慷瓢眶傍灰を滇めることができる。宠拉步エネルギ〖は、(€€) E₁=0.89∞0.10 eV、(€€) E₂=1.8∞0.3 eVであった。　コメント　　　　¨ 　イオン救纪、排灰救纪、面拉灰救纪による风促の栏喇、あるいはその风促の钱此下(アニ〖リング)に簇する悸赋冯蔡を陵高孺秤したり、あるいは网脱したりするとき、肌の爬に庙罢すべきである。栏喇する风促翁は、いわゆる dpa (displacemennts per atom)で山したとき、10^-⁶から10²までの弓い认跋のものが甫垫や活赋の滦据になっているので、どの镍刨の风促翁を胺っているかをはっきりさせる涩妥がある。驴くの眷圭、面拉灰救纪による风促栏喇の鄂粗弄认跋は×1 cm、排灰救纪のそれは×1 mmであるのに滦して、イオン救纪の风促栏喇は活瘟山烫に礁面し、塑悸赋の眷圭には×10 nmである。骄って、イオン救纪の眷圭には、山烫の跟蔡が附れているか容かを浮皮する涩妥がある。　付侠矢１ Data source 1¨ Thermal relaxation of lattice disorder in graphite induced by He⁺ irradiation K. G. Nakamumura, E. Asari and M. Kitajima National Research Institute for Metals, 1-2-1 Sengen, Tsukuba-shi, Ibaraki-ken 305, Japan Solid State Commun., Vol. 82, pp. 569-571 (1992) 付侠矢２ Data source 2¨ 救纪によるグラファイト呈灰宛れの钱此下栗网　鄙迹、颂喷　赖拱、面录　办未、蚕收　未涕垛掳亨瘟祷窖甫垫疥、棉侨络池湿妄废山烫彩池 Vol. 14, pp. 301-306 (1993) 付侠矢３ Data source 3¨ Ion-irradiation effects on the phonon correlation length of graphite studied by Raman spectroscopy K. Nakamura and M. Kitajima National Research Institute for Metals, 1-2-1 Sengen, Tsukuba-shi, Ibaraki-ken 305, Japan Phys. Rev. B, Vol. 45, pp. 78-82 (1992) 徊雇获瘟１ Reference 1¨ Real-time Raman measurements of graphite under Ar⁺ irradiation K. Nakamura and M. Kitajima National Research Institute for Metals, 1-2-1 Sengen, Tsukuba-shi, Ibaraki-ken 305, Japan Appl. Phys. Lett., Vol. 59, pp. 1550-1552 (1991) 徊雇获瘟２ Reference 2¨ イオン救纪山烫の悸箕粗ラマン卢年面录　办未、栗网　鄙迹、颂喷　赖拱垛掳亨瘟祷窖甫垫疥　305つくば辉篱附1-2-1 山烫彩池 Vol. 13, pp. 261-265 (1992) キ〖ワ〖ド¨歹ガスイオン救纪、グラファイト、悸箕粗ラマン卢年、呈灰风促、钱アニ〖リング、风促瓤炳庐刨侠、 rare-gas ion irradiation, graphite, real-time Raman measurement, lattice defects, thermal annealing, defect reaction kinetics 尸梧コ〖ド¨110102, 110103, 110104, 110403
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