2020 Fiscal Year Annual Research Report
照射環境下におけるアモルファス物質の構造変化と安定性
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19H02463
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
石丸 学 九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (00264086)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 和久 大阪大学, 超高圧電子顕微鏡センター, 准教授 (70314424)
仲村 龍介 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70396513)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 照射効果 / 透過電子顕微鏡 / アモルファス / 構造解析 / 動径分布解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、量子ビーム技術、先端的電子顕微鏡技術、計算機シミュレーションを駆使して、照射誘起アモルファス構造および照射環境下におけるアモルファス材料の構造変化を調査している。本年度は、以下の研究を行なった。
（１）アモルファスシリコンオキシカーバイド(SiOC)の耐照射性に及ぼす組成の影響
研究代表者はネブラスカ大学リンカーン校のグループと国際共同研究を推進し、1200℃以上の結晶化温度を有するアモルファスSiOCが優れた耐照射性を有することを報告している。本年度は組成の異なるアモルファスSiOCを作製し、照射挙動を調べた。スパッタリング法によりSiO2:SiCが2:1、1:1、1:2のSiOC薄膜を作製した。これに120 keVのヘリウム(He)イオンを5dpaの損傷量になる様に照射した。その結果、SiCリッチ試料では顕著なHeバブルが形成するのに対し、その他の試料では顕著な構造変化は見られなかった。Si-C原子対はSi-O原子対よりもボンド長が短いためアモルファスネットワークを構成するリングサイズが小さくなる。このため、SiCリッチのアモルファスSiOCではHeの拡散が起こりにくくなったと考えられる。
（２）アモルファス炭化ホウ素(BC)の作製と構造解析：スパッタリング法によりNaCl基板上にアモルファスBCを成膜した。この試料を蒸留水に浸しNaCl基板を溶解後、薄膜をモリブデングリッドに回収し電子顕微鏡試料とした。しかしながら、薄膜が細かく砕け、互いに重なり合うため、良好な電子顕微鏡用試料を得ることが困難であった。そこで、多結晶BCにイオン照射を施し、アモルファスBCの作製を試みた。
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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
SiOCの成果に関しては、論文が出版されている。
アモルファスBCに関しては、スパッタリング法により良好な試料は得られていないが、代わりにイオン照射により試料の作製が可能であることを確認している。
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| Strategy for Future Research Activity |
スパッタリング法ではアモルファスBCの作製が困難であったため、テネシー大学で結晶BCにイオン照射を施し、アモルファス化を試みた。今後はイオン照射で作製したアモルファスBCの構造解析を行う。なお、試料が脆いためFIB法により電子顕微鏡用断面試料に加工し、高分解能像観察、電子線動径分布解析法によりアモルファス領域の構造解析を行う。得られた結果を、昨年度の化学気相法により作製したアモルファスBCの構造と比較する。
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