NdGaO3単結晶の147 MeV Krイオン照射に対する異方性構造応答
Anisotropic Structural Response of NdGaO3 Single Crystals to 147 MeV Kr-Ion Irradiation
NdGaO3は斜方晶ペロブスカイト基板であり、高エネルギー重イオンに対する応答は十分に理解されていなかった。本研究では、(001)および(110)配向の単結晶ウェーハを147 MeVの84Kr15+イオンで1 × 1013 ions/cm2まで照射し、対称Cu Kα X線回折で評価した。ピークシフトは2パラメータのひずみ/サンプル変位モデルで評価され、PDXLで相同定と診断的全体パターンフィッティングを行い、SRIMとNIST減衰データを用いてイオン飛程と吸収重み付きX線深さを比較した。照射により主反射は著しく減少し広がり、2θ ≈ 30°付近で拡散散乱が増加した。(001)では0.30%、(110)では1.20%の補正された法線ひずみが観測された。反射固有の見かけの微小ひずみはそれぞれ0.29–0.61%、0.69–1.31%であった。照射後、本来(110)プロファイルに存在した広い成分のフィッティング面積は約63%増加した。結晶相の追加なしに、顕著な異方性無秩序が実証された。
- NdGaO3(001)および(110)単結晶ウェーハを147 MeVの84Kr15+イオンで1×10^13 ions/cm2まで照射し、対称Cu Kα X線回折で評価
- 照射により主反射が著しく減少・広がり、2θ≈30°付近で拡散散乱が増加
- (001)で0.30%、(110)で1.20%の補正された法線ひずみを観測し、反射固有の見かけの微小ひずみは0.29–0.61%と0.69–1.31%
- 照射後、(110)プロファイルの広い成分のフィッティング面積が約63%増加し、結晶相の追加なしに顕著な異方性無秩序を実証
- SRIMとNIST減衰データを用いてイオン飛程と吸収重み付きX線深さを比較する解析手法を適用
NdGaO3は酸化物エピタキシャル基板として薄膜デバイス(超伝導・磁性・半導体酸化物)の下地に使われる材料で、高エネルギー重イオン照射による異方性ひずみ・無秩序の定量データが得られた点は、放射線環境下でのデバイス信頼性や耐放射線基板設計に効いてくる基礎物性情報。ただし本件は学術的な照射実験の評価にとどまり、企業の製品化・量産・調達の動きは含まれないため、短期的な投資アクションに直結する材料ではない。中長期では宇宙・原子力など耐放射線用途の基板選定に影響し得る点を注視したい。