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電子ビームプロセシングにおける材料のナノダイナミクス

研究課題

研究課題/領域番号 18560341
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関大阪府立大学

研究代表者

安田 雅昭  大阪府立大学, 工学研究科, 准教授 (30264807)

研究分担者 平井 義彦  大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (50285300)
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
3,670千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 270千円)
2007年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2006年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワード電子ビーム加工 / ナノカーボン / カーボンナノチューブ / 分子動力学法 / モンテカルロ法 / 電子線照射効果 / 電子線照射損傷 / 電子ビーム / 照射効果 / 照射損傷 / 電子顕微鏡 / 分子動力学
研究概要

ナノ材料の電子ビーム加工を実現することを目的に、高エネルギー照射電子と試料を構成する原子との相互作用を組み込んだ分子動力学シミュレーションを開発し、電子線照射下の材料のダイナミクスを解析した。
電子-原子相互作用のモデル化には散乱断面積に基づくモンテカルロ法を用いた。すなわち、入射電子の散乱角度はラザフォードの弾性散乱断面積を用いて確率的に決定し、衝突された原子へのエネルギーの移行と原子の散乱角度は二体衝突モデルにより決定した。また、衝突原子はランダムに選択した。
開発したシミュレーションによりナノカーボン材料に対する電子線照射効果を解析し、以下の結果を得た。
1.単層カーボンナノチューブに対しては、照射エネルギーの増大にともなう欠陥の増大や、アモルファス様ナノチューブへの構造転移などが見られた。
2.多層カーボンナノチューブやグラファイトに対しては、典型的な照射欠陥として、入射電子により叩き出された炭素原子を介した層間の架橋結合型欠陥が見られた。
3.入射電子エネルギーが高い場合、入射電子に叩き出された炭素原子(反跳原子)による二次的な欠陥生成が見られた。特に多層構造を持つ材料の場合、架橋結合欠陥のカスケード(連鎖的)生成が見られた。
4.単層カーボンナノチューブに対して電子ビーム加工のシミュレーションを行い、集束した電子線の照射により、切断、接合、屈曲などの構造変化が起こることを確認した。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (18件)

  • [雑誌論文] Molecular dynamics study of electron-irradiation effects in single-walled carbon nanotubes2007

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Yasuda
    • 雑誌名

      Physical Review B 75

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular Dynamics Study of Electron Irradiation Damages in Carbon Nanomaterials2007

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Yasuda
    • 雑誌名

      Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 1057

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular dynamics study of electron-irradiation effects in single-walled carbon nanotubes2007

    • 著者名/発表者名
      Masaaki, Yasuda
    • 雑誌名

      Physical Review B Vol.75 No.20

      ページ: 205406-205406

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Molecular Dynamics Study of Electron Irradiation Damages in Carbon Nanomaterials2007

    • 著者名/発表者名
      Masaaki, Yasuda
    • 雑誌名

      Mater. Res. Soc. Symp. Proc Vol.1057

      ページ: 1110-28

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Simulation of Electron Irradiation Damages in Double-Walled CarbonNanotube2007

    • 著者名/発表者名
      Takashi, Majima
    • 雑誌名

      Proc. 6th Int. Symp. on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Molecular synamics study of electron-irradiation effects in single-walled carbon nanotubes2007

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Yasuda
    • 雑誌名

      Physical Review B 75・20

      ページ: 205406-205406

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A Simulation of Electron Irradiation Damages in Double-Walled Carbon Nanotube

    • 著者名/発表者名
      Takashi Majima
    • 雑誌名

      Proc. 6th Int. Symp. on Atomic Level Character-izationsfor New Materials and Devices'07 (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [学会発表] 分子動力学法によるグラファイトの電子線照射損傷の解析2008

    • 著者名/発表者名
      真島 隆志
    • 学会等名
      第55回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      船橋
    • 年月日
      2008-03-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] A Molecular Dynamics Study of Electron Irradiation Damages in Graphite2008

    • 著者名/発表者名
      Takashi, Majima
    • 学会等名
      55th Spring Meeting of Japan Soc. of Applied Physics and Related Soc
    • 発表場所
      Funabashi, Japan
    • 年月日
      2008-03-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Molecular Dynamics Study of Electron Irradiation Damages in Carbon Nanomaterials2007

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Yasuda
    • 学会等名
      2007 Material Research Society Fall Meeting
    • 発表場所
      ボストン(アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2007-11-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Molecular Dynamics Study of Electron Irradiation Damages in Carbon Nanomaterials2007

    • 著者名/発表者名
      Masaaki, Yasuda
    • 学会等名
      2007 Material Research Society Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2007-11-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] A Simulation of Electron Irradiation Damages in Double-Walled Carbon Nanotube2007

    • 著者名/発表者名
      Takashi Majima
    • 学会等名
      6th Int. Symp. on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices'07
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2007-10-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] A Simulation of Electron Irradiation Damages in Double-Walled CarbonNanotube2007

    • 著者名/発表者名
      Takashi, Majima
    • 学会等名
      6th Int. Symp. on Atomic Level Character-izations for New Materials and Devices '07
    • 発表場所
      Kanazawa, Japan
    • 年月日
      2007-10-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] A Simulation of Electron Irradiation Damages in Double-Walled Carbon Nanotube2007

    • 著者名/発表者名
      Takashi Majima
    • 学会等名
      6th Int.Symp.on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices'07
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2007-10-30
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Molecular Dynamics Study on Electron-Beam Assembly of Carbon Nanotubes2007

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Yasuda
    • 学会等名
      33nd Int. Conf. on Micro- and Nano-Engineering
    • 発表場所
      コペンハーゲン(デンマーク)
    • 年月日
      2007-09-24
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Molecular Dynamics Study on Electron-Beam Assembly of Carbon Nanotubes2007

    • 著者名/発表者名
      Masaaki, Yasuda
    • 学会等名
      33rd Int. Conf. on Micro- and Nano-Engineering
    • 発表場所
      Copenhagen, Denmark
    • 年月日
      2007-09-24
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Molecular Dynamics Study on Electron-Beam Assembly of Carbon Nanotubes2007

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Yasuda
    • 学会等名
      33rd Int.Conf.on Micro-and Nano-Engineering
    • 発表場所
      コペンハーゲン(デンマーク)
    • 年月日
      2007-09-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 分子動力学法によるナノカーボン材料の電子線照射損傷の解析2007

    • 著者名/発表者名
      安田 雅昭
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-09-04
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] A Molecular Dynamics Study of Electron Irradiation Damages in Carbon Nano-materials2007

    • 著者名/発表者名
      Masaaki, Yasuda
    • 学会等名
      68th Autumn Meeting of Japan Soc. of Applied Physics
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      2007-09-04
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 電子顕微鏡観察下におけるナノカーボン材料のダイナミクス解析2007

    • 著者名/発表者名
      安田 雅昭
    • 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
    • 年月日
      2007-05-21
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Analysis on dynamics of Carbon Nanomaterials under electron microscope observation2007

    • 著者名/発表者名
      Masaaki, Yasuda
    • 学会等名
      63rd Annual Meeting of Japanese Soc. of Microscopy
    • 発表場所
      Niigata, Japan
    • 年月日
      2007-05-21
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 電子ビーム照射下における単層カーボンナノチューブのダイナミクス解析2006

    • 著者名/発表者名
      多田 和広
    • 学会等名
      第47回真空に関する連合講演会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2006-11-08
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Analysis on dynamics of single-walled carbon nanotubes under electron beam irradiation2006

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro, Tada
    • 学会等名
      47th Annual Symp. of the Vacuum Soc. Japan
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 年月日
      2006-11-08
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Beam Condition Dependence of Electron irradiation Damages in Carbon Nanotubes2006

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Yasuda
    • 学会等名
      32nd Int. Conf. on Micro- and Nano-Engineering
    • 発表場所
      バルセロナ(スペイン)
    • 年月日
      2006-09-18
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Beam Condition Dependence of Electron irradiation Damages in Carbon Nanotubes2006

    • 著者名/発表者名
      Masaaki, Yasuda
    • 学会等名
      32nd Int. Conf. on Micro- and Nano-Engineering
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2006-09-18
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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