高エネルギー電子線を用いた新しい機能性材料の作成

利用高能电子束创建新型功能材料

基本信息

批准号：
62604582
负责人：
藤田広志
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1987
资助国家：
日本
起止时间：
1987 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は, 電子線理工学と呼ぶべき学問分野を確立させるために, 他の粒子線に比して大きい特徴を有する高エネルギー電子線によって新しい素材を創生する基礎研究を行ったものである. その結果, (1)各種金属間化合物で電子線誘起アモルファス化に成功するとともに, それらのアモルファス化に関する一般原則を見出した. (2)異種原子としてPbおよびSiを用いて, そられの原子を同じく高エネルギー電子線を用いてAl結晶の中に打込むことに成功した. 結果(1)は, 近年注目されている結晶のアモルファス化を正確, かつ完全に行うとともに, 再現性も完全なものであり, アモルファス化による材料の新機能付加の手法を確立するとともに, 従来その観察が不能であった結晶核の性質およびその形成過程をも明確にする手法であり, 今後その応用は非常に広いことが期待される. これに対して, 結果(2)は, 新しい異種原子の固体内注入の新手法を確立したもので, 例えばこの方法として電子工学材料に多く用いられているイオン注入法と比較すると, i)イオン注入法では材料の表面はもちろんのこと, その内部にも大きい損傷を生ぜしめるのに対して, その損傷は極めて微量で, 実用上は皆無に等しい. また例え僅かな損傷があっても, その損傷は単純なものであり, 低温加熱を短時間施すことによって容易に消滅する. ii)イオン注入ではイオンの持つエネルギーが大きいことから, 注入される材料の温度上昇が著しく, したがって注入原子の過飽和の度合は少ない. これに対して電子線を用いる本法では, 試料の温度上昇は無視できる. iii)イオン注入の深さは極く浅く0.1μm以下に抑えられるが, 本法では数nmから最大数mmまで注入深さを制御できる. などの画期的な特長を示した. したがってこの手法は今後新素材の創生に画期的な効用を発揮することが期待され, (1)の結果と結合させることによってその応用範囲は極めて広いものとなる.

在这项研究中，我们进行了利用高能电子束创造新材料的基础研究，其具有比其他粒子束更强的特性，以建立一个可以称为电子束科学与工程的学术领域。，（1）我们成功地实现了各种金属间化合物的电子束诱导非晶化，并找到了它们非晶化的一般原理（2）使用Pb和Si作为不同的原子，我们使用相同的高能电子束成功地将这些原子注入到铝晶体中。结果（1）表明我们可以精确且完全地使近年来引起关注的晶体非晶化，并重现这种方法。不仅建立了一种通过使材料非晶态来为其添加新功能的方法，而且还阐明了晶核的性质及其形成过程，这在以前是无法观察到的，预计应用将非常广泛。结果（2）建立了一种将新型外来原子注入固体的新方法，例如，与电子材料中常用的离子注入相比，有两个要点：虽然不仅造成较大的损伤。无论是表面还是内部，损伤都极小，几乎不存在。而且，即使有少量损伤，损伤也很简单，通过短时间的低温加热即可轻松消除。。 ii)在离子注入中，由于离子具有大的能量，因此注入材料的温度显着升高，因此注入原子的过饱和程度较小，相反，在使用电子束的该方法中，注入材料的温度升高。 iii)虽然离子注入的深度极浅，可以保持在0.1μm以下，但该方法可以将注入深度控制在几纳米到最大几毫米。因此，该方法有望对未来新材料的创造产生革命性的影响，与(1)中的结果相结合，其应用范围将极其广泛。