2020 Fiscal Year Research-status Report
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20K21080
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
丹羽 健 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (40509030)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
ガイダ ニコアレキサンダー 名古屋大学, 工学研究科, 特任助教 (70837559)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | 窒化珪素 / 超高圧 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本申請課題の目的は，我々が最近世界に先駆けて発見した第4の窒化珪素である『SiN2』のバルク焼結体の合成と，その粒界・界面構造および機械特性の解明である．2020年度はSiN2単相バルク焼結体合成のための前駆体の評価および合成試料測定装置の改良に取り組んだ．まず，SiN2合成のための前駆体作製について記す．最終的にダイアモンドアンビルセル高圧発生装置（DAC）でSiN2焼結体の合成実験を行うためには，100μm角の大きさの緻密なSi3N4焼結体が前駆体として必要である．そこで共同研究者であるガイダ博士が大型プレスにて合成したSi3N4の緻密焼結体の評価を行った．合成した数mmサイズの焼結体の表面に付着した試料カプセルを研磨して除去し，均一で透明な焼結体であることを確認した．合成物の評価には実験室系におけるラマン散乱測定を用いる予定であるが，申請者が所属する研究室の装置のレーザーは紫外線域に近い波長のものしかなく，蛍光や振動モードの波長依存性による状態評価のためには紫外域と対局の赤色領域のラマン散乱測定装置が有効と判断し独自に構築した．これにより合成および試料評価が効率的に行うことができる．また，当初は合成に必要な高温発生にCO2レーザー（波長10μm程度）を使用することを考えていたが，前駆体試料表面に金もしくは白金を薄く蒸着することで，近赤外領域（波長１μm程度）のレーザーでも加熱する方法を検討している．そのために新たに金属スパッタリング装置を立ち上げ，試料表面に金属膜がコーティングできるようにした．これにより反応に必要な高温が実現しやすい環境になりより高品位なSiN2単相の実現が高まると実期待される．
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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
初年度は高品質な試料の合成を目指して，合成手法の検討および評価装置に改良に時間をかけてきたが，概ねその準備が完了した．2年目の早い段階で試料合成に取り掛かり，機械特性の評価まで進める予定である．
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度でおおよそ前駆体の準備と合成装置および評価装置の改良が終了した．2年目の前半で合成実験に取り掛かり，合成物の評価とフィードバックから機械特性評価に最適な試料の作製に注力する予定である．実際に合成実験をおこなわないとわからないかもしれないが，機械特性評価を行う際に試料の焼結性が十分ではない可能性も考えられる．その場合は前駆体のさらなる工夫と加熱方法の再検討も視野に入れている．
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| Causes of Carryover |
コロナ禍のため旅費の使用に大幅な制限がかかりその分を物品費に計上したが，すぐ手配できる物品ばかりではないため仕方なく翌年に繰り越した．すでに申請者が所属する工作室に発注をお願いしている物品もあるため，滞りなく実施されている．
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