2009 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ時空間ダイナミクスのその場観察法による物質変換過程の解明
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21241025
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
柴山 環樹 Hokkaido University, エネルギー変換マテリアル研究センター, 准教授 (10241564)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡辺 精一 北海道大学, エネルギー変換マテリアル研究センター, 教授 (60241353)
谷津 茂男 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教 (40111158)
伊藤 芳浩 弓削商船高等専門学校, 情報工学科, 准教授 (00435471)
富岡 智 北海道大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (40237110)
西山 修輔 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教 (30333628)
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| Keywords | ナノ材料 / 電子顕微鏡 / 表面・界面物性 / 量子ビーム / その場観察 / 高速カメラ / 量子ナノ構造 / 高時間分解能 |
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| Research Abstract |
本研究は、これまで透過電子顕微鏡で唯一の課題となっていた画像記録の高速化と長時間化についてピコ秒の現象であるレーザー核融合のターゲット計測に実績がある各種高速カメラを組み合わせたナノ時空間ダイナミクスその場観察システムの技術開発を行う。これを現有の透過電子顕微鏡に取り付けて、電子線やイオン照射下での接合界面における破壊の起点やマルチクラックの進展経路をこれまでは困難だったナノ時空間で記録しその場観察すると共に高速で発生し進展するマルチクラックとナノサイズ欠陥との相互作用を明らかにすることを目的とした。これによって得られた知見を材料製造プロセスにフィードバックすることにより新たな材料システム開発へつながると共に高エネルギー量子ビームによる物質変換過程のごく初期の現象やその後の成長や組織化の素過程を捉えることが初めて可能となる。
平成21年度は、200keVの透過電子顕微鏡のカメラ室下部に本研究で考案した高速カメラを取り付けるためのフランジ設計を先ず行った。フランジの製作と真空度の評価を行い、十分な性能を有していることを確認後、本研究で考案し設計・製作した高速カメラを取り付けて動作確認を行った。更に、フレーミングタイプの高速カメラにより透過電子顕微鏡内の変形挙動その場観察における高速現象を記録するためのトリガーについて検討を行った。その結果、半導体荷重検出器からの出力信号と各時間における画像との同期を取るための機構を整備し、SiCナノ粒子からなる複合材料の破壊機構について研究を行い、従来のテレビレートの2桁以上速いナノ時空間ダイナミクスに関するデータを取得することが出来た。その一部を平成21年9月に国内学会と国際会議において発表した。
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