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金属ガラスの局所原子構造の球面収差補正電子顕微鏡による研究

研究課題

研究課題/領域番号 18029011
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関名古屋大学

研究代表者

山崎 順  名古屋大学, エコトピア科学研究所, 助教 (40335071)

研究分担者 田中 信夫  名古屋大学, エコトピア科学研究所, 教授 (40126876)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
2007年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2006年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
キーワード収差補正TEM / 金属ガラス / 制限視野電子回折 / 中距離範囲秩序 / パターソン関数 / ナノ粒子 / 電子回折 / 電子顕微鏡 / 球面収差補正
研究概要

金属ガラスの高いガラス形成能および安定化機構を解明する手がかりとして、中距離範囲秩序すなわちアモルファス母相中に点在する結晶性ナノクラスターの有無、サイズ、結晶構造を解明することが非常に重要であり、電子顕微鏡法を用いてこれらを検出する2通りの手法に取り組んだ。
一つ目は収差補正TEMを用いた直接観察であり、高分解能電子顕微鏡像に一般に現れる偽像の除去法を考案し、シミュレーションと実験の両面から検証を行った。しかし、クラスターサイズが2nm以下程度に小さくなり、さらに晶帯軸から傾斜した場合、収差補正TEMを用いても格子像的なコントラストが得られず検出が極度に困難となることが明らかとなった。
二つ目に、前年度に確立した、収差補正TEMの特長を生かした制限視野電子回折法(直径数nmの領域から平行ビーム照射の回折図形が取得可能)をZrNi系金属ガラスに適用した。直径100nmの領域から取得した通常の電子回折図形に現れるハローリングが、この手法では多数の斑点の集合として観測された。この回折図形のフーリエ変換、すなわち二次元パターソン関数を計算したところ、直径2nm弱に相当する範囲内に中距離範囲秩序構造と思われる格子縞が現れた。これは、アモルファス母相中に埋没している結晶性ナノクラスターを、本手法で検出可能であることを示す結果である。
本研究では、TEM像では観察することが困難な金属ガラス中の結晶性ナノクラスターを検出する新たな手法として、電子回折を用いた全く新しい方法を確立することに成功した。本手法は、今後の金属ガラス研究の展開に非常に重要な役割を果たすものである。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] A practical solution for ehminating artificial image contrast in aberration-corrected TEM2008

    • 著者名/発表者名
      Jun Yamasaki
    • 雑誌名

      Microscopy and Microanalysis 14(1)

      ページ: 27-35

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 収差補正電子顕微鏡を用いた金属ガラス局所構造解析のための新規電子回折法2008

    • 著者名/発表者名
      出崎 順
    • 雑誌名

      Materials Scienoe of Bulk Metallic Glasses NEWSLETTER 15

      ページ: 27-28

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct imaging of local atomic ordering in a Pd-Ni-P bulk metallic glass using Cs-corrected transmiccion electron microscopy2007

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Hirata, Yoshihiko Hirotsu, T.G.Nieh, Tadakatsu Ohkubo, Nobuo Tanaka
    • 雑誌名

      Ultramicroscopy 107

      ページ: 116-116

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Local atomic structure of Pd-Ni-P bulk metallic glass examined by high-resolution electron microscopy and electron diffraction2006

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Hirata, Yoshihiko Hirotsu, Tadakatsu Ohkubo, Nobuo Tanaka, T.G. Nieh
    • 雑誌名

      Intermetallics 14

      ページ: 903-903

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 球面収差補正TEM・ナノ電子回折を用いた金属ガラスの局所構造解析2007

    • 著者名/発表者名
      山崎 順
    • 学会等名
      日本物理学会第62回年次大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 収差補正制限視野ナノ回折法を用いた金属ガラスの局所構造解析2007

    • 著者名/発表者名
      山崎 順
    • 学会等名
      日本金属学会2007年秋期大会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      2007-09-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 収差補正制限視野ナノ回折法によるZr-Ni系金属ガラスの局所構造解析2007

    • 著者名/発表者名
      山崎 順
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 第63回学術講演会
    • 発表場所
      新潟コンベンションセンター
    • 年月日
      2007-05-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2018-03-28  

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