電子線高角散乱暗視野法を用いた準結晶の精密構造解析

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11304020
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 田中 通義 東北大学, 科学計測研究所, 教授 (90004291)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 齋藤 晃 東北大学, 科学計測研究所, 助手 (50292280) ; 津田 健治 東北大学, 科学計測研究所, 助手 (00241274) ; 寺内 正己 東北大学, 科学計測研究所, 助教授 (30192652)
• Keywords: 準結晶 / 近似結晶 / 透過型電子顕微鏡 / 高角散乱暗視野法 / 構造解析

Research Abstract

○Al_<73>Ni_<22>Fe_5デカゴナル準結晶
昨年度まで,従来10回対称クラスターをもつと信じられてきたAl_<72>Ni_<20>Co_8デカゴナル準結晶に対してHAADF法を適用し,この原子クラスターが鏡映対称しかもたないことを初めて見出した.今年度,Al_<72>Ni_<20>Co_8と同じ構造をもつ第二例目のデカゴナル準結晶をAl_<73>Ni_<22>Fe_5合金において見出した.Al_<73>Ni_<22>Fe_5においては,Al_<72>Ni_<20>Co_8で見られなかった5回対称クラスターも少数であるがみられた.このことは五回対称クラスターと鏡映対称クラスターの構造が類似していることを示唆している.またAl_<73>Ni_<22>Fe_5の価電子濃度はAl_<72>Ni_<20>Co_8のそれと非常に近く,これらの準結晶が電子化合物として安定化していると考えられることが判った.
○Al-Co系巨大単位胞近似結晶
Al_<73>Co_<27>合金において,格子定数のきわめて大きな単斜晶近似結晶相(a=5nm,b=0.8nm,c=3nm,β=93deg.)をHAADF法により初めて見出した.これまで報告されている近似結晶の中でも最も格子定数の大きいものの一つであり,原子クラスターおよびその局所配列が準結晶のそれと非常に近いと考えられる.この近似結晶は直径2nmの5回対称クラスターおよび擬5回対称クラスターからなる.クラスター間距離は1.2nmおよび2.0nmで,それらは準結晶中のものと同じである.この構造は最も近似度の低いAl_<13>Fe_4近似結晶の基本クラスターである一辺約0.47nmの五角形クラスターで分解できることが判明した.このことは今回見出したAl-Co近似結晶がAl_<13>Fe_4近似結晶の構造を拡張したものとして理解できることを示唆する.

Research Products

• [Publications] 田中通義 他: "高機能電子顕微鏡をもちいて明らかにされた準結晶構造と準単位胞モデル"まてりあ,特集号. 39・8. 645-653 (2000)
• [Publications] Koh Saitoh et al.: "Structural studies on decagonal quasicrystals using the HAADF-STEM and CBED method."Zeitschrift fuer Kristallographie. 215・1. 618-626 (2000)
• [Publications] Tadahiro Yokosawa et al.: "Space Group Determination of Monoclinic and Orthorhombic Al_<13>Co_4 Approximants by the Convergent-Beam Electron Diffraction Method."Journal of Physical Society of Japan. 69・6. 1568-1589 (2000)
• [Publications] Koh Saitoh et al.: "ALCHEMI Study of an Al_<72>Ni_<20>Co_8 Decagonal Quasicrystal."Journal of Physical Society of Japan. 69・8. 2379-2382 (2000)
• [Publications] Koh Saitoh et al.: "Structural strudy of an Al_<73>Ni_<22>Fe_5 decagonal quasicrystal by high-angle annular dark-field scanning transmission electron microscopy."Journal of Electron Microscopy. (accepted). (2001)
• [Publications] Kenji Tsuda et al.: "Distinction of Space Groups (I23 & I2_13) and (I222 & I2_12_12_1) using coherent convergent-beam electron diffraction."Acta Crystallographica. A56・4. 359-369 (2000)
• [Publications] Kenji Tsuda et al.: "Electron diffraction study of the phase transformation of α'-NaV_2O_5."Journal of Physical Society of Japan. 69・7. 1935-1938 (2000)
• [Publications] Kenji Tsuda et al.: "Space group determination of the room-temperature phase of α'-NaV_2O_5 using convergent-beam electron diffraction."Journal of Physical Society of Japan. 69・7. 1939-1941 (2000)
• [Publications] Kenji Tsuda et al.: "Convergent-beam electron diffraction study of the low-temperature ferromagnetic insulator phase of La_<1-x>Sr_xMnO_3(x=0.11,0.12)."Journal of Physical Society of Japan. (accepted). (2001)
• [Publications] Koh Saitoh et al.: "Distinction between the space groups having rotation and screw axes, which are combined with 2 fold rotation axes, using the coherent convergent-beam electron diffraction method."Acta Crystallographica A. (accepted). (2001)