2018 Fiscal Year Annual Research Report
In-situ TEM observation of SiC heterostructure nanotubes under ion irradiation and electrical characteristics evaluation
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16K06738
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
田口 富嗣 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 東海量子ビーム応用研究センター, 上席研究員(定常) (50354832)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井川 直樹 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究主幹 (60354833)
朝岡 秀人 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主幹 (40370340)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 炭化ケイ素 / ナノチューブ / イオン照射 / 透過型電子顕微鏡 / その場観察 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多結晶SiCナノチューブ及びC-SiC複合ナノチューブのイオン照射による透過型電子顕微鏡その場観察を、昨年度に引き続きさらに進めた。その結果、多結晶SiCがアモルファス化する照射量は、多結晶SiCナノチューブに比べて、C-SiC複合ナノチューブの方が小さかった。これは、C-SiC複合ナノチューブでは、イオン照射において、SiC層内で形成された点欠陥等が、外側表面からは放出されるが、内側表面にはカーボン層と接触しているため、点欠陥等の放出がしづらかった為と考えられる。また、C-SiC複合ナノチューブにおいて、イオン照射により、元々存在した多層カーボンナノチューブとは90°傾いた方向に新たなカーボン層が形成されることを見出した。すなわち、多層カーボンナノチューブ内部に、直径が50nm以下の微小円形グラフェンが、ナノチューブの長さ方向に一次元的に連なった構造を有する新たなハイブリッドカーボンナノ材料の創製に成功したと言える。イオン照射透過型電子顕微鏡その場観察により、元々存在した多層カーボンナノチューブのカーボン層間隔は、照射量が増えるとともに、はじめは増加したが、SiC層が完全にアモルファス化した照射量からは、照射量が増えるとともに、減少した。これは、最外層であるSiC層が、完全にアモルファス化した後は、直径が減少する方向に変形を起こすことが、多結晶SiCナノチューブのイオン照射その場観察から明らかにされている。この収縮変化により、内部のカーボン層に圧縮応力が作用したため、カーボン層間隔は、SiC層の完全アモルファス化後には、減少したと考えている。この圧縮応力は、約2GPa程度であると推定された。
さらに、透過型電子顕微鏡内で二端子ホルダーを用いて、多結晶SiCナノチューブを曲げたり、破壊したりすることに成功した。
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