ナノフェーズダイアグラムの創成にむけた原子配列構造解析法の開発

开发用于创建纳米相图的原子排列结构分析方法

基本信息

批准号：
22K19043
负责人：
今岡享稔
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究はナノ-サブナノスケールでの相平衡状態図を解明することを目的としている。まず、ナノ-サブナノスケールにおいて金属ダイマーと合金クラスターを用いて、原子のダイナミクスを観察し、画像解析に基づいて原子間距離を系統的に比較した。単一原子精度で異種金属原子を区別するために、電子顕微鏡画像の原子の明るさによる識別法(z-コントラスト)を採用、合金クラスターの原子レベルの画像解析手法を開発し、自動的に元素を識別し、結合やクラスターを区別することに成功した。この解析結果を元素の混和性の評価に応用するため、結合数に基づくサブナノスケールの二元合金混和度図を提案した。具体的には、合金クラスターの構成元素の組成や数によって元素の混和性がどのように変化するかを視覚化した。さらに、この解析手法を原子分解能でのin-situ加熱観察と組み合わせることで、「三次元二元合金混和度図」を作成した。バルクでは全率固溶型であるWMoと、共晶型であるAuMoの二元合金系についてそれぞれ、構成元素の数、組成比、温度の三つの次元から合金クラスターの元素混和度を評価することに成功した。

本研究的目的是阐明纳米-亚纳米尺度的相平衡图。首先，我们使用金属二聚体和合金簇在纳米亚纳米尺度上观察原子动力学，并基于图像分析系统地比较原子间距离。为了以单原子精度区分不同的金属原子，我们采用了基于电镜图像中原子亮度的识别方法（z对比度），开发了合金簇的原子级图像分析方法，以自动识别成功地识别并区分了键和簇。为了将该分析结果应用于元素混溶性的评估，我们提出了基于键数的亚纳米级二元合金混溶性图。具体来说，我们可视化了元素的混溶性如何根据合金簇的组成元素的组成和数量而变化。此外，通过将该分析方法与原子分辨率的原位加热观察相结合，我们创建了“三维二元合金混溶图”。在整体上，从固溶体型WMo和共晶型AuMo二元合金体系的组成元素数量、成分比和温度三个维度评价合金团簇的元素混溶性。成功了。

项目成果

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专利数量（0）

Dynamic hetero-metallic bondings visualized by sequential atom imaging

通过连续原子成像可视化动态异金属键合

DOI：
10.1038/s41467-022-30533-y
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
16.6
作者：
Inazu Minori;Akada Yuji;Imaoka Takane;Hayashi Yoko;Takashima Chinami;Nakai Hiromi;Yamamoto Kimihisa
通讯作者：
Yamamoto Kimihisa