ナノダイナミックス観察に基づいた材料強度発現メカニズムの基盤的学理開拓

2022 Fiscal Year Comments on the Screening Results

• Project/Area Number: 22H04960
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Broad Section D
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 幾原 雄一 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特別研究教授 (70192474)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 近藤 隼 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (00780777) ; 馮 斌 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任准教授 (20811889) ; 梅野 宜崇 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (40314231) ; 栃木 栄太 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (50709483)
• Project Period (FY): 2022-04-27 – 2027-03-31

Summary of the Research Project

世界最高レベルの高分解能で原子配列の直接観察が可能な収差補正STEMに、MEMS技術を利用してひずみ速度制御を可能にする機械試験装置と、レーザー加熱もしくはペルチェ冷却による温度制御装置とを付加し、さらに、観察のフレームレートの高速化を図ることで、結晶性材料の構造欠陥の挙動を実環境に近い状態で観察しようとする研究である。特に、粒界などの界面における転位の挙動、亀裂進展、界面すべりなどの原子レベルのダイナミックスを明らかにすることで、材料強度発現のための学理構築を目指すものである。

Scientific Significance and Expected Research Achievements

収差補正STEMを用いた原子レベルでのその場観察は、材料強度学的に非常に重要な技術であり、本研究で、材料の使用条件に近い高温・ひずみ速度のもとで粒界や転位のナノダイナミックスを直接観察することが可能になれば、これまで不明であった粒界・転位の相互作用が明らかになり、マクロな挙動の理解も深化すると期待される。材料設計における理論基盤の構築に重要な研究であり、金属やセラミックス構造材料分野の飛躍的な進展に寄与する可能性がある。社会基盤を支える高強度材料の開発につながり、学術的にも社会的にも重要である。