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.

为了建立一种称为电子束科学和工程学的学科，这项研究对使用高能量电子束创建新材料进行了基础研究，该材料比其他粒子束具有更大的特征。结果，（1）它在电子束诱导的无定形转换中成功使用了各种金属间化合物，并发现了有关其无定形转化率的一般原则。（2）使用Pb和Si作为杂原子，使用高能量电子束成功地将无定形原子的原子植入Al晶体中。结果（1）表明，近年来吸引关注的晶体的非形态化是准确且完全可重现的，它是一种通过非晶化添加新功能的方法，并且还阐明了以前无法观察到的晶体核的特性，并且它的形成过程和其应用程序将在未来的未来更加宽泛。相比之下，结果（2）是一种将新的杂原子植入固体中的新方法。与经常用于电子工程材料中的离子植入方法相比，该方法用于电子工程材料中，i）离子植入方法不仅在材料表面，而且在内部造成了重大损害，而且损害非常小，实际上实际上是完全不完整的。此外，即使造成少量损坏，损坏也很简单，并且通过短时间施加低温加热很容易消失。 ii）由于离子植入的离子能量很大，因此植入物质的温度升高显着增加，因此植入原子的过饱和程度很小。相反，在使用电子束的方法中，样品的温度升高可以忽略不计。 iii）离子植入深度非常浅，保持在0.1μm以下，但是在这种方法中，植入深度可以从几nm到最大数毫米控制。该方法显示了开创性的功能，例如：预计该方法将来将在创建新材料的创建方面具有突破性的好处，并且通过将其与（1）的结果结合在一起，其应用范围将非常广泛。