Fundamental Processes of Instantaneous Structural Transformation of Crystal Defects Using Synergistic Effects of Irradiation Damage and Localized Laser Heating

利用辐照损伤和局部激光加热协同效应实现晶体缺陷瞬时结构转变的基本过程

基本信息

批准号：
22K04783
负责人：
岩田博之
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Aichi Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

透過電子顕微鏡観察用に試料を薄膜加工し，転位等の結晶欠陥の分布から試料に加わった応力・熱履歴を判定する．また顕微鏡内その場加熱観察から現象発現および内部構造の動的挙動から条件出しの基礎データを作成している内部集光型パルスレーザ照射により結晶内の欠陥形成に関して，Siに続きサファイヤについて形成される欠陥の性状を明らかにした．サファイヤでは球状のボイドが形成しとりまくように溶融痕と思われる層が形成する，またクラックがボイドを起点に形成する．Siとの違いは加熱時の熱吸収特性の違いによるものと推察している．2次的に加熱を行うと溶融層が粒界に変性する．SiではCz成長タイプのほか酸素含有量が異なるFz成長タイプをそれぞれ大気中と真空中で加熱しボイドの加熱挙動をについて調査した．2次的加熱によりボイドは酸素雰囲気が乏しい条件のボイドは縮小あるいは消滅することがわかった．そのほか，TEMその場加熱観察からボイドの体積減少と密集する転位の開放する動的挙動の観察をすすめることにより，欠陥の加熱時の動的挙動の基礎特性を取得し，制御可能なボイドとクラックのスケール感と温度特性を明らかにした．

使用透射电子显微镜处理样品以观察样品，并根据晶体缺陷（例如位错）的分布确定应用于样品的应力和热史。此外，SI后蓝宝石在蓝宝石中形成的缺陷的特征通过照射内部聚焦型脉冲激光器来阐明晶体中缺陷的形成，该脉冲型脉冲激光器产生了有关条件性的基本数据，该数据是由显微镜内的原位热观察结果和内部结构的动力学行为产生的。在蓝宝石中，似乎是熔融标记的层，好像是球形空隙，而从空隙形成裂纹作为起点。据估计，Si和Si之间的差异是由于加热过程中热吸收特征的差异。次级加热将使熔融层转化为晶界。在SI中，我们通过分别在大气和真空中加热具有不同氧气含量的CZ生长类型以及具有不同氧含量的FZ生长类型来研究空隙的加热行为。发现在氧气大气不良的空隙中，由于继发加热会收缩或消失。此外，通过修改空隙体积的减小以及从TEM原位加热中释放的密集位错的释放，获取了加热过程中缺陷的动态行为的基本特征，并阐明了可控空隙和裂缝的规模和温度特征。