Correlation between physical properties of amorphous materials and the cavity calculated by positron lifetime measurement
| Project/Area Number |
23K23053
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| Project/Area Number (Other) |
22H01785 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
正井 博和 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究グループ長 (10451543)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2022: ¥11,180,000 (Direct Cost: ¥8,600,000、Indirect Cost: ¥2,580,000)
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| Keywords | ガラス / 空隙 / 陽電子消滅 / ネットワーク / 構造 / 弾性率 / 物性 |
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| Outline of Research at the Start |
陽電子寿命測定法の利点は、基本的には試料を破壊することなく、材料中の開孔・閉孔に依存せず、非晶質材料における空隙サイズ、特に、非晶質材料における数Åから数nm程度の構造の空隙サイズを定量化できることである。しかし、この陽電子寿命測定法が無機ガラスに対して、どの程度有用で、どこに評価法としての限界があるのかについての知見は、世界的に見ても確立されていない。本研究は、酸化物ガラス、および、結晶化ガラスを対象として、陽電子寿命測定法の適応範囲を明らかにすると同時に、定量化した空隙と、材料における物性との相関を明らかにすることを目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、主として酸化物ガラス、および、酸化物ガラスを熱処理して得られる結晶化ガラスを対象として、22Na線源を用いた陽電子寿命測定を駆使して材料中における空隙を定量化することにより、材料における中距離構造の空隙サイズと物性との相関を明らかにすることを目標とする。具体的には、（１）酸化物ガラスにおける陽電子寿命測定法の適応範囲を明らかにする。（２）ガラスにおける空隙サイズの変化と結晶化挙動との相関を定量的に議論する。そして、（３）陽電子寿命測定法により求めた空隙とガラスの物性（弾性特性や発光特性）との相関を解明する。これらによって、ガラスにおける評価方法の１つとして、陽電子寿命測定法の有用性を確立することが最終の目標である。
本年度は、研究代表者が作製した酸化物ガラスにおいて、アニール条件を変化させて得られた試料だけでなく、賦活剤として、微量元素の濃度を変化させて作製した酸化物ガラスに関する空隙の定量化を進めている。また、研究を進捗させるために、密度を高精度で測定できる乾式密度測定装置、及び、表面形状の評価が可能なマイクロスコープを購入して研究進捗に用いている。更に、自身が作製した試料のみならず、連携研究者から提供を受けた酸化物結晶、あるいは、市販に供されている多様なガラスにおいても、陽電子寿命測定を用いた空隙の評価をおこない、空隙の値と物性との相関に関するデータベース化、および、論文化を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
購入した装置を用いて、材料中の空隙を評価してデータベース化を進めている。また、複数のガラス材料について評価を行い、量子ビーム施設での実験結果と併せて、議論を行った。また、論文の公表や、新しい連携研究を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度についても、継続的に材料合成と物性評価、および、陽電子寿命測定を用いた空隙の算出を進める。装置についても特に大きな故障などなく、ほぼ占有して使用できているため、研究実施に係る準備状況はほぼ完成されていると考えている。
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Report
(1 results)
Research Products
(29 results)
