分子動力学-透過電顕法による相変態前駆現象のダイナミクスの研究

利用分子动力学-透射电子显微镜研究相变前驱体现象的动力学

基本信息

批准号：
11123215
负责人：
武藤俊介
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1.非晶質シリコンにおける拡散型相変態:非晶質シリコンの再結晶化におけるダングリングボンドの割合の影響について分子動力学法によってモデリングを行った。この結果得られた原子位置座標を用いて高分解能電子顕微鏡像を計算し、更にここから構造秩序の目安となる情報エントロピーを定義して情報の二次元分布の図示を行った。この手法により非晶質相の中距離構造相関の二次元投影を得ることができた。この手法を非晶質シリコン薄膜の構造評価に応用することを次段階の目標としている。2.照射誘起相変態:水素などガスイオン打ち込みによる表面ブリスタリングの観察を、低角度入射電子顕微鏡法という新しい手法を開発して行った。これにより従来困難であったバルク表面のブリスター構造を非破壊で解析することが可能となった。また同時に電子エネルギー損失分光を応用してブリスター断面構造および表皮の電子構造を明らかにした。この手法を拡張した簡便な表面の動的解析を通じて触媒材料、絶縁体基板上半導体薄膜の開発・評価が見込まれる。また、前年度より継続している黒鉛の照射誘起構造変化において照射温度の効果を調べ、構造無秩序化過程における見かけの活性化エネルギーを見積もった。この値からこの構造変化を制御している主過程が格子間原子の基底面間の移動であることが示唆された。3.変位型相変態初期過程のシミュレーション:平成9-10年度の計算では、Ni-rich側のNiAl合金でアンチサイト欠陥のまわりでオメガ変態を誘起する歪みが促進されることを示し、実験結果との良い一致を示している。今年度はこの歪みの緩和時間を求めることにより、この相変態核生成の新たなメカニズムを提案した。

1.非晶硅中的扩散型相变：利用分子动力学方法模拟了悬挂键比例对非晶硅再结晶的影响。使用由此获得的原子位置坐标计算高分辨率电子显微镜图像，并由此定义信息熵（结构顺序的度量）以说明信息的二维分布。使用这种方法，我们能够获得非晶相中中等范围结构关系的二维投影。下一个目标是将这种方法应用于非晶硅薄膜的结构评估。 2. 辐照诱导相变：我们开发了一种称为低角度入射电子显微镜的新方法来观察因注入氢等气体离子而引起的表面起泡。这使得对大块表面上的泡结构进行非破坏性分析成为可能，这在以前是很困难的。同时，我们应用电子能量损失谱来阐明水泡的横截面结构和表皮的电子结构。通过扩展该方法，通过简单的表面动态分析，有望可以开发和评估绝缘基板上的催化材料和半导体薄膜。此外，我们还研究了辐照温度对去年以来持续存在的石墨中辐照引起的结构变化的影响，并估算了结构无序过程中的表观活化能。该值表明控制这种结构变化的主要过程是间隙原子在基面之间的运动。 3、位移型相变初始过程的模拟：1997-10的计算表明，诱导欧米伽相变的应变在富Ni侧NiAl合金反位缺陷周围得到促进，与实验结果吻合较好和今年，我们通过确定该应变的弛豫时间，提出了这种相变成核的新机制。