AbstractThe retention and isotope replacement behavior of hydrogen isotopes in SiC has been studied by means of the elastic recoil detection (ERD) technique. The protium ions or deuterium ions were implanted into SiC at room temperature up to almost the saturation. Successively, the ion source was switched to deuterium ions or protium ions and the samples were irradiated at the same fluence under the same experimental conditions, respectively. The mass balance equations were applied to analyze the retention curves and the curves of decay and uptake in the isotope replacement. The saturation concentrations of H and D have been found to be about 0.70 and 0.75, respectively. The detrapping cross sections of H and D implants by the D2+ and H2+ ion bombardments have been determined to be 3.2±0.3×10−22 m2/D+ and 2.6±0.2×10−22 m2/H+, respectively. The magnitude of these detrapping cross sections from SiC is as large as that from graphite. These isotope differences are discussed in terms of the elementary processes included in the mass balance equations.
弾性反跳検出（ERD）法を用いて、SiC中の水素同位体の保持および同位体置換挙動を研究した。軽水素イオンまたは重水素イオンを室温でSiC中にほぼ飽和するまで注入した。続いて、イオン源を重水素イオンまたは軽水素イオンに切り替え、それぞれ同じ実験条件下で同じフルエンスの照射を行った。質量バランス方程式を適用して、同位体置換における保持曲線ならびに減衰および取り込み曲線を解析した。HおよびDの飽和濃度は、それぞれ約0.70および0.75であることが見出された。D₂⁺およびH₂⁺イオン照射によるHおよびD注入のデトラッピング断面積は、それぞれ3.2±0.3×10⁻²² m²/D⁺および2.6±0.2×10⁻²² m²/H⁺と決定された。SiCにおけるこれらのデトラッピング断面積の大きさは、グラファイトにおけるそれと同程度である。これらの同位体差は、質量バランス方程式に含まれる素過程の観点から考察された。