1993 Fiscal Year Annual Research Report
セラミックスの電気伝導特性におよぼす電子励起,格子励起および電場の同時効果
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04650601
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| Research Institution | KYUSHU UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
木下 智見 九州大学, 工学部, 教授 (50037917)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
椎山 謙一 九州大学, 工学部, 助手 (30243900)
友清 芳二 九州大学, 工学部, 助教授 (40037891)
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| Keywords | セラミックス / 照射効果 / 電気伝導度 / 電子励起 / はじき出し損傷 / 電場効果 / 核融合炉材料 / 超高圧電顕 |
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| Research Abstract |
本研究では、電顕内「その場」観察下での電気伝導度測定法を確立し、絶縁性セラミックスの電気伝導性におよぼす電子励起、格子励起および電場の同時効果を評価し、その効果の機構を明らかにすることを目的とした。研究対象試料としては、Si、Ge、MgO、MgO・nAl_2O_3(n=1〜3)およびZrO_2を用いた。
1.セラミックス試料の電顕内「その場」観察・・・MgO・nAl_2O_3の電顕用薄膜試料を超高圧電顕内で高速電子とイオン照射および電圧(V)印加時の微細構造・組織変化を「その場」観察した。試料温度(T)を300〜800Kの範囲で設定し、電子励起効果の大きい電子(エネルギー:E)と、主に格子励起を誘起する30KeVの重イオンを重畳照射すると共にVを印加した。TとE、さらに、電子線束密度、イオン密度およびVを変数として微細構造・組織変化を観察した。その結果、SiおよびGeでは、イオン照射によるカスケード損傷の蓄積は、電子による点欠陥、誘起拡散または電子励起により抑制されるが、MgO・nAl_2O_3では逆に促進されることがわかった。
2.電顕内での電気伝導度「その場」測定法の確立・・・超高圧電顕内での微小試料(3x1x5mm以内)の電気伝導度および誘電損失tandelta測定法を確立した。この装置の測定限界はそれぞれ2×10^<-5>/OMEGA/mおよび1x10^<-4>で、測定温度範囲は室温〜1000Kである。この装置を用いてZrO_2の電子照射下での格子励起による誘起伝導度とMgOの電子励起によるtandeltaの上昇を確認した。
3.電子励起、格子励起および電場の同時効果・・・照射下におけるV印加時の陽・陰イオン分布を定性的にではあるが実験的に決定し、照射下における微細組織および物性におよぼすVの重要性を確認した。さらに、この現象を記述する現象論的理論を構築し、その定量的予測プログラムを完成した。さらに、定量的実験とその解析を進めている。
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[Publications] Chiken Kinoshita: "Radiaton Induced Microstructural Change in Ceramic Materiols" J.Nuclear Materials. 191-194. 67-74 (1992)
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[Publications] Kiyomichi Nakai: "A Study of Sink Strength of Dislocotions through Kinetics of Loop Formation under Epectron Irradiation" J.Nuclear Materials. 191-194. 1189-1193 (1992)
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[Publications] Kiyomichi Nakai: "Characteristics of the Loop Formation Process in the MgO-Al_2O_3 System Irradiated with Fission Neutrons" J.Nuclear Materials. 191-194. 630-634 (1992)
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[Publications] Chiken Kinoshita: "Microstructural Euolution in Ceramics and Graphite under Cascade Damage Conditions" J.Nuclear Materials. 206. 341-352 (1993)
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[Publications] Hiroaki Abe: "Effect of Concurrent Irradiation with Ions and Electrons on Accumul ation Drocess of Damage Cascades in Ge and Si" Droc.of the Japan Academy. B69. 173-178 (1993)
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[Publications] Ken-ichi Shiiyama: "Development of Specimen Holder for Measuring Electrical Droperties of Oxides under Electron Irradiotion in HVEM" J.Nuclear Instruments and Mathods. (印刷中).
