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三次元アトムプローブFIMの試作とそれによる金属材料中の原子分布の三次元解析

研究課題

研究課題/領域番号 04555154
研究種目

試験研究(B)

配分区分補助金
研究分野 金属物性
研究機関東北大学

研究代表者

宝野 和博  東北大学, 金属材料研究所, 助手 (60229151)

研究分担者 桜井 利夫  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (20143539)
君島 文雄  日本真空技術, 超高真空事業部, 事業部長
BABU Suresh  東北大学, 金研, 助手 (30241574)
研究期間 (年度) 1992 – 1994
研究課題ステータス 完了 (1994年度)
配分額 *注記
14,700千円 (直接経費: 14,700千円)
1994年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
1993年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1992年度: 13,100千円 (直接経費: 13,100千円)
キーワードアトムプローブ / 電界イオン顕微鏡 / FIM / APFIM / 三次元アトムプローブ / ナノ構造
研究概要

金属材料中の合金元素を原子レベルの空間分解能をもって三次元マップとして表示し、かつその任意の超微細領域の定量分析を行なうことのできるユニークな分析装置である三次元アトムプローブFIMを試作し、その性能を評価した。まず高い質量分解能で質量分析を行うことにできるリフレクトロンタイプの飛行時間型アトムプローブFIMを試作し、この鏡体に位置敏感型検出器を取り付け、さらに三次元アトムプローブとして作動させるためのエレクトロニクスならびにソフトウエアーの開発を行い、複合型の三次元アトムプローブを完成させた。標準試料を用いて装置の性能評価を行った後、この装置を直ちにCo-Cr磁性薄膜やFe-Zr-Bナノ結晶材料の微細構造解析に応用し、微細構造に関する多くの重要な知見を得た。特にCo-Cr合金薄膜の解析においてはナノメーターレベルの強磁性相の形態を三次元的に可視化し、さらにその部分の濃度を定量的に解析することに成功し、Co-Cr薄膜成長過程における微細組織形成のメカニズムを明らかにした。またFe-Zr-Bナノ結晶磁性材料においては非晶質相の結晶化により溶質原子が異相間に分配される様子を定量的に解析し、ナノ結晶形成のメカニズムを解明した。さらに巨大磁気抵抗をしめすグラニュラー型Cr-Fe合金の微細組織を解析し、これにより、磁気抵抗発現のメカニズムを解明した。現在この装置を用いてさらに多くの実用金属材料のナノレベルでの微細組織解析を進めている。

報告書

(4件)
  • 1994 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1993 実績報告書
  • 1992 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (40件)

  • [文献書誌] K. Hono: "The design and performance of the IMR three dimensional atom probe" Appl. Surf. Sci.(印刷中). (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R. Okuno: "Magnetoresistance and evolution of magnetic clusters in Cr-Fe bulk alloys" J. Appl. Phys.(印刷中). (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Hono: "Three dimensional atom probe analysis of Co-Cr magnetic thin films" Appl. Phys. Lett.(印刷中). (1995)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 宝野和博: "三次元アトムプローブとその応用" 日本金属学会報. 34(印刷中). (1995)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Hono: "Evolution of nanocrystalline structure from amorphous alloys by primary crystallization-atom probe studies" Mater. Trans. JIM. 36(印刷中). (1995)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Hono: "Solute partitioning in Al-Ni-Ce(-Cu)partially crystallized metallic glasses" Scripta Metall. Mater.32. 191-196 (1995)

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    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hono, K.Hiraga, Q.Wang, A.Inoue and T.Sakurai: ""The microstructure evolution of Fe_<73.5>Si_<13.5>B_9Nb_3Cu_1 nanocrystalline soft magnetic material"" Acta Metall.Mater.40. 2137-2147 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hono, N.Sano, S.S.Babu, R.Okano and T.Sakurai: ""Atom probe study of the precipitation process in Al-Cu-Mg-Ag alloys"" Acta Metall.Mater.41. 829-838 (1993)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hono, Y.Maeda, J-L.Li and T.Sakurai: ""APFIM studies of compositional inhomogeneity in sputtered Co-Cr thin films"" IEEE Mag.Mag.29. 3745-3747 (1993)

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    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.S.Babu, K.Hono and T.Sakurai: ""APFIM study of the partitioning of substitutional elements during tempering of a low alloy steel martensite" Metall.Mater.Trans.A.25A. 499-508 (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hono, T.Sakurai and I.J.Polmear: ""Pre-precipitate clustering in an aged Al-Cu-Mg-Ag alloy"" Scripta Metall.Mater.30. 695-700 (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hono, Y.Maeda, S.S.Babu and T.Sakurai: ""Compositional inhomogeneities in sputtered Co-Cr magnetic thin films studied by atom probe field ion microscopy"" J.Appl.Phys.76. 8025-8031 (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hono and T.Sakurai: ""Atom probe studies of nanostructued magnetic materials"" J.Mag.Soc.Jpn.18. 15-24 (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hono, Y.Zhang, A.P.Tsai, A.Inoue and T.Sakurai: ""Solute partitioning in Al-Ni-Ce (-Cu) partially crystallized metallic glasses"" Scripta metall.mater.32. 191-196 (1995)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hono and T.Sakurai: ""Atom probe studies of nanostructured alloys"" Appl.Surf.Sci.(in press.). (1995)

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    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hono, R.Okano, T.Saeda and T.Sakurai: ""The design and performance of the IMR three dimensional atom probe"" Appl.Surf.Sci.(in press.). (1995)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Okano, K.Hono, K.Takanashi, H.Fujimori and T.Sakurai: ""Giant magnetoresistance in bulk Cr-Fe heterogenous alloys"" J.Appl.Phys.(June 1 issue, in press.). (1995)

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    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hono, Y.Maeda, K.Yeh and T.Sakurai: ""Three dimensional atom probe analysis of Co-Cr magnetic thin films"" Appl.Phys.Lett.(March 15 issue, in press.). (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hono and T.Sakurai: ""Recent progresses in atom probe field ion microscopy and its applications to magnetic thin films" (in Japanese)" Surface Science (Hyomen Kagaku). 16. 127-132 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hono, R.Okano and T.Sakurai: ""Three dimensional atom probe and its applications"" Bull.Japan Institute of Metals. 34 (in press.). (1995)

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    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hono, Y.Zhang, A.Inoue and T.Sakurai: ""Evolution of nanocrystalline structure from amorphous alloys by primary crystallization-atom probe studies"" Mater.Trans.JIM. 36, No.4 (in press.). (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Zhang, K.Hono, A.Inoue and T.Sakurai: ""Nanocrystalline microstructure evolution in Fe-Zr-B soft magnetic material"" Acta Metall.Mater.(submitted.).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hono: "The design and performance of the IMR three dimensional atom probe" Appl.Surf.Sci.(印刷中). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] R.Okano: "Nagnerotesistance and evolution of magnetic clusters in Cr-Fe bulk alloys" J.Appl.Phys.(印刷中). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hono: "Three dimensional atom probe analysis of Co-Cr magnetic thin films" Appl.Phys.Lett.(印刷中). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 宝野 和博: "三次元アトムプローブとその応用" 日本金属学会報. 34(印刷中). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hono: "Evolution of nanocrystalline structure from amorphous alloys by primary crystallization-atom probe studies" Mater.Traus.JIM. 36(印刷中). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hono: "Solute partitioning in Al-Ni-Ce(-Cu)partially crystallized metallic glasses" Scripta Metall.Mater.32. 191-196 (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hono et al.: "Atom probe compositional analysis of Co-Cr sputtered magnetic thin films" Appl.Phys.Lett.62. 2504-2506 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hono et al.: "APFIM studies of nanostructured magnetic materials" Ann.Chim.Fr.18. 311-318 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 宝野和博: "アトムプローブによる磁性材料のナノ組織の研究" 日本応用磁気学会誌. 18. 15-24 (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hono et al.: "Pre-precipitate clustering in an aged Al-Cu-Mg-Ag alloy" Scripta Metall.Mater.30. 695-700 (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] S.S.Babu et al.: "APFIM study of the partitioning of substitutional elements during tempering of a low alloy steel martensite" Metall.Materials Trans.25A(印刷中). (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 宝野和博: "アトムプローブによる金属材料のナノスケール分析" 日本金属学会報. 31. 900-909 (1992)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hono: "The IMR atom probe" Surf.Sci.266. 506-512 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hono: "Quantitative atom probe analysis of some aluminum alloys" Surf.Sci.266. 350-357 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 宝野 和博: "アトムプローブFIMによる超微細領域分析" 軽金属. 42. 236-247 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hono: "The microstructure evolution of FeSiBNbCu nanocrystalline soft magnetic material" Acta Metall.Mater.40. 2137-2147 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hono: "Direct evidence for compositional fluctuation in sputtered Co-Cr thin films" J.Mag.Mag.Lett.110. L254-L258 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hono: "Early stage of phase decomposition of Al-7.8attoli alloy studied by APFIM and HIZTEM" Aeta Metal.Mater.40. 3027-3034 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書

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公開日: 1992-04-01   更新日: 2016-04-21  

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