【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.14】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22NU0055
利用課題名 / Title
ヘリウムおよび希ガス・窒素混合プラズマにより誘起されるナノ構造試料の結晶方位依存性調査
利用した実施機関 / Support Institute
名古屋大学 / Nagoya Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
Nanostructure, Nano-tendril bundle, Plasma,電子顕微鏡/Electron microscopy,集束イオンビーム/Focused ion beam,電子回折/Electron diffraction
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
田中 宏彦
所属名 / Affiliation
名古屋大学
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
梶田 信,張 容実,堀 健太
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
山本悠太
利用形態 / Support Type
（主 / Main）共同研究/Joint Research（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
ヘリウムプラズマに窒素、アルゴンなどの不純物ガスを添加してタングステン(W)などの高融点金属へ照射すると、Nano-tendril bundle (NTB)と呼ばれる島状のナノ構造が形成されることが分かっている。本研究では、一部照射条件を調整することで新たに形成が確認された、棒状突起構造の諸特性について調査を行った。 棒状突起構造の形態として、窒素添加の場合に約４μmの高さを有する小さな突起構造が形成され、一方アルゴン添加の場合には、数十μmの高さの大きな棒状構造が形成された。構造の断面を観察した結果、内部はNTBに見られる綿毛状繊維構造（fuzz）ではなく、中身の詰まった固体構造であることがわかった。さらに電子線後方散乱回折法（EBSD）による測定で、同構造は外部の圧力により押し上げられて形成することが示唆された。
実験 / Experimental
直線型プラズマ装置NAGDIS-IIを用いて、プラズマ照射実験を行った。W表面に形成された突起構造を走査型電子顕微鏡（SEM）及び共焦点レーザ顕微鏡を用いて観察した。断面の結晶方位はEBSDにより測定を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
図1(a)は突起構造の断面を示すSEM像である。突起構造は数μmの高さを有することが分かった。図1(b)は突起構造近傍のEBSDの結果であり、突起構造の結晶方位は下地のタングステン基板と同じであることが分かった。これより、突起構造は外部の圧力により押し上げられて形成することが示唆された。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 突起構造の断面の(a)SEM像と(b)結晶方位
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 張 容実, 他, 第39回プラズマ・核融合学会年会, 2022年11月22-25日, 富山, 口頭発表 25Da12.
- 堀 健太, 他, 第39回プラズマ・核融合学会年会, 2022年11月22-25日, 富山, 口頭発表 24Dp02.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件