2014 Fiscal Year Annual Research Report
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26220909
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
堀田 善治 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20173643)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
有田 誠 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30284540)
生駒 嘉史 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90315119)
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| Project Period (FY) |
2014-05-30 – 2019-03-31
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| Keywords | 結晶・組織制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、昇圧・減圧中およびひずみ導入中に電気抵抗が同時に測定できるその場電気抵抗測定システムを構築すべく、これまで使用してきた金型に絶縁部を設けて試料のみ通電できるように改良を試みた。また、本研究で対象にする金属（Ti, Zr,）と半導体（Si, Ge, GaAs）は、それぞれ抵抗値が低い場合と、高い場合で2種類の方法を使い、いずれも４端子法を用いて測定した。電気抵抗率の大きい半導体ではできる限り断面積を大きくすることが必要であるために、本研究では既存の容量(50 ton) より10倍大きい500ton容量のHPT装置を新設した。さらに、HPT後に変態相の均一分布を評価するために、XRD（X線回折）解析装置を導入した。
本研究の研究協力者である米国リーハイ大学の渡辺と打ち合わせを行い、Rotation DFI法を利用したナノオーダでの組織解析法について手順を確認し、透過電子顕微鏡観察用の薄膜試料を作製した。また、Ti, Zr,以外の金属やSi, Ge, GaAs以外の半導体でも、HPT加工中やその後の熱処理で相変態が起こるものを対象に、力学特性や機能特性を調べた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定に沿って、昨年度は本研究の実施に必要な500トンHPT装置や解析評価装置の設置を完了した。これより、その場電気抵抗測定や迅速な構造解析が可能となる準備が整った。
既存の50トンHPT装置を使って実験を進めたところ、静的な結果になるが、Ti, Zr,では付与ひずみ量に応じて相変態量が増えていることが確認できた。また、Geでは多量のひずみ導入とその後の熱処理で発光量が増える傾向にあることが分かった。いずれも想定していた結果であり、当初の計画に沿って進めることで問題ないことが確認された。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度は、本研究の実施に必要な500トンHPT装置や解析評価装置の設置を完了した。今年度は圧力付加による相変態とこれに伴う電気抵抗の変化を静的かつ動的に観察する。変数として、圧力と共に、付与ひずみ、操作温度、保持時間を変え、電気抵抗の変化を調べてさらに構造解析や組織観察行って相変態の挙動を調べる。変態相が微細に分散する最適条件を探索し、金属系材料では強度や延性との関係を構築する。半導体材料では変態相や転位等の格子欠陥量を静的な熱処理で制御して発光量の増大を図る。
本研究では当初の計画に沿って同素変態するTi, Zr,の金属材料やSi, Ge, GaAsの半導体材料を中心に研究を進めるが、その他の金属（たとえば純鉄）や半導体（酸化物も含む）でも高圧付加に伴う同素変態を昨年度の研究で確認しており、変態相と各特性との関係を調べていく予定である。
海外研究者との情報交換を図り本研究を効果的に推進するために、国内外の関連する学会や研究会に参加するとともに、海外から専門家を招聘して国際ワークショップを開催する予定である。
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