2011 Fiscal Year Annual Research Report
超高圧電子線トモグラフィによる亀裂先端の立体構造解析
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22760544
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
田中 將己 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教 (40452809)
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| Keywords | 転位 / トモグラフィ |
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| Research Abstract |
本研究の目的は,これまで申請者が加速電圧200kVの透過電顕を用いて培ってきた電子線トモグラフィによる亀裂転位の3次元構造観察手法と,厚い試料での観察が可能な超高圧電子顕微鏡(HVEM)による観察法の融合による「超高圧電子線トモグラフィ」により,亀裂先端転位の立体構造を解析し転位増殖過程を解明する事である.本研究では,亀裂先端の構造を解析するためのモデル材料としてシリコン単結晶を用いた.これにより,亀裂先端における複雑な転位群の構造を超高圧電子線トモグラフィにより明らかにし,転位増殖プロセスを明確化する事を目的とした.
昨年度の研究により,超高圧電顕法を用いたトモグラフィ観察手法が確立された.本年度はさらに,圧膜試料の観察を遂行するため,走査透過電子顕微鏡法とトモグラフィ法の融合を試みた.また新たに超高圧電顕用に特別に開発された三軸傾斜ホルダー(二軸傾斜および一軸回転が可能)を用いたことで,これまで不可能だった試料ホルダーの回転角度を±70度程度まで傾斜する事が可能となった.得られた亀裂先端近傍;における転位をSIRT法により再構成させ転位の3次元構造を明らかにした.更にそれら転位の局部応力拡大計数を計算し,これまでモデル計算に過ぎなかった局部応力拡大係数の値を実際に観察された転位構造を用いて実測値を定量的に明らかにした.その結果,亀裂先端近傍の局部応力状態に与える影響を検討した.その結果,亀裂先端近傍で発生した転位ループの外側では,外力に加え,転位が亀裂を開口するようなモードになっており,その部分が新たな転位源として働く事が明らかとなった.
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