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材料界面の複合顕微解析―結晶構造と電磁気特性の多元定量解析技術の開発と応用―

研究課題

研究課題/領域番号 18KK0134
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

配分区分基金
審査区分 中区分26:材料工学およびその関連分野
研究機関九州大学

研究代表者

赤嶺 大志  九州大学, 総合理工学研究院, 助教 (40804737)

研究分担者 山本 圭介  九州大学, 総合理工学研究院, 助教 (20706387)
村上 恭和  九州大学, 工学研究院, 教授 (30281992)
西田 稔  九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (90183540)
研究期間 (年度) 2018-10-09 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2020年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2018年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
キーワード形状記憶合金 / 強誘電体 / ひずみ解析 / 透過電子顕微鏡 / 走査電子顕微鏡 / 走査透過電子顕微鏡 / 界面 / 界面構造 / 薄膜 / 電子顕微鏡 / マルチフェロイックス / マルチフェロイック材料
研究成果の概要

TiPd形状記憶合金のマルテンサイト自己調整構造に含まれる双晶について,界面近傍のひずみを透過電子顕微鏡により原子スケールで評価した結果,双晶界面分岐点に導入される複合双晶界面の近傍に大きなひずみと転位が観測された.このことは緩和しきれない変態ひずみが集中する領域があることを示している.間接強誘電体の強誘電ドメイン構造を走査電子顕微鏡により可視化することに成功した.YMnO3においては低エネルギーの二次電子,(Ca,Sr)3Ti2O7では表面に微量のビーム誘起コンタミネーション層を堆積することで可視化可能であることがわかった.これらの成果は界面と特性または界面の可視化に関わる重要な知見である.

研究成果の学術的意義や社会的意義

TiPd形状記憶合金における双晶界面近傍のひずみ分布の評価は,広く実用化されているTi-Ni系形状記憶合金においても長年未解明であった「ひずみはどこに蓄積しているのか」という問いに関して重要な知見を与えるものであり,今後の合金設計の改良にあたり重要である.Ti-Cu合金の析出挙動も同合金の高温化での内部組織変化を体系的にまとめたもので,実用Ti-Cu合金の信頼性を支える重要な知見である.SEMによる強誘電ドメイン可視化技術の進展は従来のプローブ顕微鏡ベースの手法以外にもドメイン構造を可視化する選択肢を提示するものであり,今後の強誘電体分析技術の進展に寄与する重要な成果である.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 2件)

  • [国際共同研究] アントワープ大学(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] アントワープ大学(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] アントワープ大学(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Precipitation behaviors in Ti-2.3 wt.%Cu alloy during isothermal and two-step aging2021

    • 著者名/発表者名
      H. Akamine, M. Mitsuhara, M. Nishida, V. Samaee, D. Schryvers, G. Tsukamoto, T. Kunieda, H. Fujii
    • 雑誌名

      Metallurgical Materials Transactions A

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] High interfacial quality metal-oxide-semiconductor capacitor on (111) oriented 3C-SiC with Al2O3 interlayer and its internal charge analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Oka Ryusei、Yamamoto Keisuke、Akamine Hiroshi、Wang Dong、Nakashima Hiroshi、Hishiki Shigeomi、Kawamura Keisuke
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 59 号: SG ページ: SGGD17-SGGD17

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ab6862

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 走査電子顕微鏡による表面の強磁性・強誘電性ドメインの観察2019

    • 著者名/発表者名
      赤嶺大志
    • 雑誌名

      セラミックス誌

      巻: 54 ページ: 107-110

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] SEMによる間接強誘電体(Ca,Sr)3Ti2O7の強誘電ドメイン観察2020

    • 著者名/発表者名
      小佐々周也、田嶋哲人、赤嶺大志、板倉賢、西田稔、村上恭和、堀部陽一
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 第76回学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 複数検出器を併用した合金組織の多元的SEM解析2019

    • 著者名/発表者名
      赤嶺大志
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会SEM分科会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 金属および酸化物のSEM観察試料作製 ~実例をもとに~2019

    • 著者名/発表者名
      赤嶺大志
    • 学会等名
      第35回分析電子顕微鏡討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] SEMを用いたHoMnO3および(Ca,Sr)3Ti2O7マルチフェロイック酸化物の強誘電ドメイン観察2018

    • 著者名/発表者名
      吉岡 秀樹, 赤嶺 大志, 板倉 賢, 西田 稔, 堀部 陽一, 中島 宏, Cho Youngji, 村上 恭和
    • 学会等名
      日本金属学会第163回秋期講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-10-12   更新日: 2022-01-27  

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