2010 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
| Project/Area Number |
21241025
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
柴山 環樹 北海道大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (10241564)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡辺 精一 北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (60241353)
谷津 茂男 北海道大学, 大学院・工学研究院, 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・工学研究院, 准教授 (40237110)
西山 修輔 北海道大学, 大学院・工学研究院, 助教 (30333628)
|
|---|
| Keywords | ナノ材料 / 電子顕微鏡 / 表面・界面物性 / 量子ビーム / その場観察法 / 高速カメラ / 量子ナノ構造 / 高時間分解能 |
|---|
| Research Abstract |
本研究は、各種高速カメラを組み合わせる申請者らが考案した新規装置であるナノ時空間ナノダイナミクスその場観察システム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において接合界面における破壊の起点やクラックの進展経路をナノ時空間で記録しその場観察できる技術開発を目的に平成21年度に整備したナノ時空間その場観察装置を使用して集中的に研究を進め、平成22年度はマルチクラック発生や進展の様な非常に高速な現象を撮影できる技術を確立することを試みた。(1)ナノ時空間その場観察装置の評価については、可視光領域でゼロロスの光学ガラス製ウインドウに蛍光体を塗布したシンチレーターを作製し時間分解能について評価した。蛍光体には、YAGにCeをドーブしたP46-Y3を数ミクロンに粉砕した微粒子を用いた。パルスレーザーにより電子回折斑点の出現及び消滅を模擬して実験を行ったところ、画像取り込みCCDの受光面を最大限掃引することにより約650nsの時間分解能を有することが明らかになった。(2)マルチクラックその場観察については、ストリーミング方式の高速カメラにより、SiC/SiC複合材料のSiC繊維/カーボンコーティング相/SiCマトリックス間におけるクラック伝播の様子をマイクロ秒のオーダーでその場観察すると共に荷重変位曲線を同期させてクラック進展挙動を解析するシステムを構築することが出来た。(3)今回実用化を進めているサンプリング方式のストリークカメラで取り扱うのは、数百ピコ秒と比較的現象の時間スケールが長いので空間電荷効果もほとんど問題にならないことが分かった。
|
