2014 Fiscal Year Annual Research Report
収差補正付きの走査透過電子顕微鏡を用いた格子歪場の直接測定による破壊物理学の革新
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24686079
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
田中 將己 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40452809)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 転位 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
材料の破壊は時に重大事故を引き起こすため，その抑止は材料の信頼性を担保する為に必須である．材料の靭性を表すパラメータの一つとして破壊靭性値が挙げられる．この破壊靭性値というマクロな破壊力学特性はThomson(1986)らを中心として端を発した「破壊の物理」によって，「亀裂と転位との相互作用」というミクロな材料科学的見地から取り扱う事の出来る物性値となった．そこで本研究では，弾性力学の範疇に留まっていた従来の亀裂ー転位相互作用に関する破壊力学研究を真の原子論的破壊物理に発展させることを目的とする．そのために，透過電子顕微鏡を用いた格子像解析により，亀裂先端近傍の格子点の平衡位置からの偏倚を計測し，転位内部応力を起源とする亀裂先端応力遮蔽場を格子歪場として直接可視化する．また，離散的転位動力学計算により予測される巨視的破壊靭性の向上もまた遮蔽応力場の存在によって生じている事を，原子スケールでの歪場測定により実証する．
本年度は，膜面が(110)のシリコン単結晶を用い，インデンテーション法により導入した亀裂の先端を，手研磨の後にPIPSを用いて薄膜化した．膜面に垂直に導入された転位の高分解能観察を行い亀裂先端近傍に発生した転位芯周辺の原子の平衡位置からの偏倚を計測し，亀裂先端近傍の格子歪場を測定した．更に，実験で観察された転位一座標とバーガースベクトルを用いて，亀裂先端の歪場をThomsonらにより導かれた解析解を用いて計算したところ，実測された歪場と良い一致を示した．以上の結果，亀裂先端は圧縮歪場である事が原子スケールで実証された．
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(3 results)
