Interfacial structural unit design for advanced stractural and functional materials

先进结构和功能材料的界面结构单元设计

基本信息

批准号：
15H02290
负责人：
幾原雄一
金额：
$ 27.46万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-01 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15H02290/
关键词：
結晶粒界透過型電子顕微鏡第一原理計算バイクリスタルセラミックス粒界偏析粒界拡散収差補正透過型電子顕微鏡結晶構造・組織制御粒界・界面構造ユニット電子顕微鏡収差補正等差透過型電子顕微鏡収差補正走査透過電子顕微鏡

项目摘要

本年度は、界面構造制御および異種元素添加による界面特性発現メカニズムの解明を目指し、これまでの推進してきた界面構造の解析と制御に加え、界面特性の解析に重きを置き研究を執り行う計画であった。この計画の遂行のため、次の3点を中心に研究を推進した。（1）双結晶を用いた界面構造制御と解析、(2)界面構造の変化を直接観察するための透過型電子顕微鏡用加熱ホルダー安定化システムの導入、(3)界面局所物性測定のため走査プローブ顕微鏡の計測手法の検討。しかし、平成２９年４月２５日をもって科学研究費助成事業特別推進研究の新規採択による重複制限により本研究は廃止となったため、研究計画の進捗は限定的であった。下記に研究期間内に置いて得られた成果を述べる。代表的な構造用材料であるアルミナにおいて、周期的な転位列形成される小傾角粒界を双結晶法により作製した。さらに、粒界転位に対し種々の異種元素を導入し、その偏析分布を解析したところ、異種元素のイオン価数に依存して2種類の転位コアに選択的に偏析することが明らかとなった。先行研究により2種類の転位コアはそれぞれ正および負の電荷を有していることが示唆されており、異種元素の偏析分布は、弾性的相互作用に加え電気的相互作用を加味することでよく説明できることが分った。このことは、イオン性結晶における異種元素偏析現象は電気的相互作用に強く依存することを示している。なお、本研究により得られた知見および課題は、代表研究者らの結晶界面関連研究にて引き続き検討することとしている。

今年，我们旨在通过界面结构控制和增加不同元素来阐明界面特征表达的机制，并计划进行研究，重点是对界面特征的分析，除了对我们一直在晋升的界面结构的分析和控制。为了执行这项计划，考虑了以下三点的研究。（1）使用双晶对界面结构进行控制和分析，（2）引入用于透射电子显微镜的加热支架稳定系统，以直接观察界面结构的变化，（3）检查扫描探针显微镜的测量方法，用于测量接口处的物理特性。但是，由于2017年4月25日的特别促进研究授予科学研究的特别促进研究授予，由于重叠的限制，这项研究被废除了，因此研究计划的进展受到限制。以下是研究期间获得的结果。在氧化铝中，通过双晶方法制造了典型的结构材料，形成周期性错位序列的小倾斜晶界。此外，将不同元素的各种位错引入晶界位错中，并分析了分离分布，并揭示了根据位错元素的离子价，将隔离选择性分离为两个位错核心。先前的研究表明，这两个位错核心每个都有正电荷和负电荷，并且发现可以通过考虑弹性相互作用以及电相互作用来解释异源元件的分离分布。这表明离子晶体中异源元素分离的现象很大程度上取决于电相互作用。代表研究人员将继续在与晶体界面有关的研究中继续研究这项研究的发现和问题。

项目成果

期刊论文数量（150）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Investigation of V-shaped extended defects in a 4H-SiC epitaxial film

4H-SiC 外延膜中 V 形扩展缺陷的研究

DOI：
10.1080/14786435.2016.1275869
发表时间：
2017
期刊：
PHILOSOPHICAL MAGAZINE
影响因子：
1.6
作者：
Eita Tochigi;Hirofumi Matsuhata;Hirotaka Yamaguchi;Takashi Sekiguchi;Hajime Okumura;Yuichi Ikuhara
通讯作者：
Yuichi Ikuhara

Direct visualization of lithium via annular bright field scanning transmission electron microscopy: a review