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格子欠陥構造制御に基づく機能構成体の創製に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20047010
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関大阪市立大学

研究代表者

中村 篤智  大阪市立大学, 大学院・工学研究科, 講師 (20419675)

研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
4,400千円 (直接経費: 4,400千円)
2009年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2008年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード格子欠陥 / 微構造解析 / 拡散 / 透過型電子顕微鏡 / 構造制御 / 機能構成体 / 圧電性 / セラミック / 電子線 / 応力集中 / その場観察
研究概要

1. LiNbO3結晶における格子欠陥の微構造解析
代表的な圧電結晶の1つであるLiNbO_3の小傾角粒界を双結晶実験により作製し、圧電結晶特有の格子欠陥構造の評価を透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて行った。また、双結晶実験によって、Ti添加が界面構造へ及ぼす影響についても調査した.無添加小傾角粒界では、結晶格子のひずみのため、界面近傍に100-200nm程度の粒状のコントラスト領域が形成されているのが分かった。Ti添加された場合では、無添加で観察された粒状のコントラストがほとんど認められない。つまり、Ti添加は界面の格子ひずみを抑制する効果があると考えられる。
2. サファイアの拡散接合におけるCr添加の影響
サファイア基板の表面に対して方位制御やCrの導入を施し,それら2枚の基板を重ね合わせて高温拡散接合を行った.その後,接合状態および界面構造を解析するためにTEMを用いて接合界面の観察を行った.(0001)基板を用いて、ねじり型の接合をねじり角0~7゜,Cr膜厚0~4nmの範囲で変化させて15パターンの接合を行った結果、高温拡散接合を用いたねじり型の接合では、Crの導入量が増えることで接合性が低下し,ねじり角θが大きくなることで接合可能な限界となるCr導入量が大きくなることが分かった.(11-20)基板を用いた傾角型の接合においても,おおよそねじり型の接合と同様にCrの導入量が増えることで接合性が低下し,傾角θが大きくなることで接合可能な限界となるCr導入量が大きくなる傾向が見られた.さらに、EDS分析の結果から,接合前に基板全面に導入したCrは,接合後には接合界面の転位周辺領域に偏在していることが示唆されている.このように,方位差の小さな結晶の拡散接合において、接合界面における転位が添加物の拡散経路や蓄積のポイントとして作用していることが明らかとなった.

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (22件)

  • [雑誌論文] Structures of dissociated<1-100>dislocations and {1-100} stacking faults of alumina(α-Al_2O_3)2010

    • 著者名/発表者名
      Eita Tochigi, Naoya Shibata, Atsutomo Nakamura, Teruyasu Mizoguchi, Takahisa Yamamoto, Yuichi Ikuhara
    • 雑誌名

      Acta Materialia 58

      ページ: 208-215

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure and Configuration of Boundary Dislocations on Low Angle Tilt Grain Boundaries in Alumina2009

    • 著者名/発表者名
      Atsutomo Nakamura, Eita Tochigi, Naoya Shibata, Takahisa Yamamoto, Yuichi Ikuhara
    • 雑誌名

      Mater.Trans. 50

      ページ: 1008-1014

    • NAID

      10024814394

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiplicity of boundary dislocations on a low-angle tilt grain boundary including twist component in alumina2009

    • 著者名/発表者名
      Atsutomo Nakamura, Eita Tochigi, Naoya Shibata, Takahisa Yamamoto, Yuichi Ikuhara
    • 雑誌名

      Materials Integration 22

      ページ: 57-64

    • NAID

      40016725758

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] Structure and Configuration of Boundary Dislocations on Low Angle Tilt Grain Boundaries in Alumina2009

    • 著者名/発表者名
      A. Nakamura, E. Tochigi, N. Shi bata, T. Yamamoto and Y. Ikuhara
    • 雑誌名

      Mater. Trans 50(印刷中)

    • NAID

      10024814394

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] TEM observation of hydroxyapatite nanocrystals ionically-bonded onto the graftpolymer-modified PET substrate2008

    • 著者名/発表者名
      A. Nakamura, A. Shishido, I. Kishida, M. Okada, T. Furuzono and Y. Ybkogawa
    • 雑誌名

      J. Ceram. Soc. Japan 116

      ページ: 100-104

    • NAID

      110006614251

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Partial dislocation configurations in a low angle boundary in α-Al_2O_32008

    • 著者名/発表者名
      E. Tochigi, N. Shibata, A. Naka mura, T. Yamamoto and Y. Ikuhara
    • 雑誌名

      Acta Materialia 56

      ページ: 2015-2021

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dissociated dislocations in low-angle grain boundary of alumina2008

    • 著者名/発表者名
      E. Tochigi, N. Shibata, A. Naka mura, T. Yamamoto and Y. Ikuhara
    • 雑誌名

      AMTC Letters 1

      ページ: 232-233

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] アルミナ小傾角粒界におけるドーパント偏析のSTEM観察2010

    • 著者名/発表者名
      栃木栄太、中村明穂、柴田直哉、中村篤智、山本剛久、幾原雄一
    • 学会等名
      日本金属学会2010年春期(第146回)大会
    • 発表場所
      筑波大学筑波キャンパス
    • 年月日
      2010-03-29
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 薄板状酸化物結晶の拡散接合における結晶方位および表面状態の影響2010

    • 著者名/発表者名
      中村篤智、山根拓也、中村惇之介、岸田逸平、横川善之
    • 学会等名
      日本金属学会2010年春期(第146回)大会
    • 発表場所
      筑波大学筑波キャンパス
    • 年月日
      2010-03-28
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] (招待講演)Methods to generate and control the line and plane defects in oxide crystals for development of novel properties2010

    • 著者名/発表者名
      Atsutomo Nakamura
    • 学会等名
      ISEPD2010
    • 発表場所
      Sakai, Osaka, Japan
    • 年月日
      2010-01-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] アルミナ結晶のすべり挙動と転位構造制御2009

    • 著者名/発表者名
      中村篤智
    • 学会等名
      日本金属学会第二回格子欠陥制御工学研究会
    • 発表場所
      女川町(宮城)
    • 年月日
      2009-11-22
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Si含有HAp結晶の合成とその透過型電子顕微鏡観察2009

    • 著者名/発表者名
      中村篤智, 西川公実子, 岸田逸平, 横川善之
    • 学会等名
      第19回無機リン化学討論会
    • 発表場所
      東京医科歯科大学
    • 年月日
      2009-10-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ハイドロキシアパタイトにおけるプロトン伝導特性の第一原理計算2009

    • 著者名/発表者名
      岸田逸平・折田健吾・中村篤智・横川善之
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第22回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2009-09-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Structures of Low-angle Grain boundaries and Dopant Segregations in Alumina2009

    • 著者名/発表者名
      Eita Tochigi, Naoya Shibata, Atsutomo Nakamura, Takahisa Yamamoto, Yuichi Ikuhara
    • 学会等名
      MS&T2009
    • 発表場所
      Pittsburgh, Pennsylvania, USA
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] In-situ observations of twin formation in sapphire(α-Al_2O_3)2009

    • 著者名/発表者名
      Eita Tochigi, Naoya Shibata, Atsutomo Nakamura, Takahisa Yamamoto, Yuichi Ikuhara
    • 学会等名
      FEEMS2009
    • 発表場所
      Nagasaki, Japan
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ナノインデンテーションによるアルミナ菱面双晶形成に関する研究2009

    • 著者名/発表者名
      栃木栄太、柴田直哉、中村篤智、山本剛久、幾原雄一
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第65回学術研究会
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] アルミナ小角粒界に見られた多様な転位分解挙動2009

    • 著者名/発表者名
      栃木栄太、柴田直哉、中村篤智、山本剛久、幾原雄一
    • 学会等名
      ナノ学会第7回大会
    • 発表場所
      東京大学
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Al/Si比の異なるゼオライト粉末の合成とその硫化物吸着特性2009

    • 著者名/発表者名
      岸田逸平, 宇鷹宏晃, 中村篤智, 横川善之
    • 学会等名
      第47回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      大阪国際会議場
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] LiNbO_3結晶表面に形成されたビッカース圧痕のFE-SEM像に及ぼす表面応力場の影響2009

    • 著者名/発表者名
      岩本瞬, 中村篤智, 岸田逸平, 横川善之
    • 学会等名
      日本金属学会2009年春期大会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] アルミナにおける変形双晶のその場観察2009

    • 著者名/発表者名
      栃木栄太、柴田直哉、中村篤智、山本剛久、幾原雄一
    • 学会等名
      日本金属学会2009年春期大会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] メソ空間を有するポーラスセラミックスへの生体分子固定2008

    • 著者名/発表者名
      横川善之, 藤間健史, 中村篤智, 岸田逸平
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第21回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] アルミナ小傾角粒界における粒界転位の分解構造2008

    • 著者名/発表者名
      中村篤智、栃木栄太、柴田直哉、山本剛久、幾原雄一
    • 学会等名
      日本金属学会2008年秋期大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Structure and behavior of basal dislocations in sapphire2008

    • 著者名/発表者名
      Atsutomo Nakamura, Eita Tochigi, Naoya Shibata, Takahisa Yamamoto and Yuichi Ikuhara
    • 学会等名
      Dislocations 2008
    • 発表場所
      Hong Kong
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] In-situ SEM Observation of Stress Applied LiNbO_3 Single Crystals2008

    • 著者名/発表者名
      S. Iwamoto, A. Nakamura, I. Kishida, Y. Yokogawa
    • 学会等名
      The IUMRS International Conference in Asia 2008
    • 発表場所
      Nagoya (Aichi)
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Dissociated dislocations in low-angle grain boundary of alumina2008

    • 著者名/発表者名
      E. Tochigi, N. Shibata, A. Nakamura, T. Yamamoto and Y Ikuhara
    • 学会等名
      International Symposium on Advanced Microscopy and Theoretical Calculations
    • 発表場所
      Nagoya (Aichi)
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] アルミナセラミックスにおける転位間相互作用2008

    • 著者名/発表者名
      栃木栄太、柴田直哉、中村篤智、山本剛久、幾原雄一
    • 学会等名
      日本金属学会2008年秋期大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Dislocation core interaction in Low-angle Grain boundaries in Alumina2008

    • 著者名/発表者名
      E. Tochigi, N. Shibata, A. Nakamura, T. Yamamoto and Y. Ikuhara
    • 学会等名
      Dislocations 2008
    • 発表場所
      Hong Kong
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Protein adsorption on crystalline or poorly crystalline apatite materials with differenet specific surface areas2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Yokogawa, Manami Naito, Atsutomo Nakamura, and Ippei Kishida
    • 学会等名
      Asian Bioceramics Symposium 2008
    • 発表場所
      Chennai, India
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Protein adsorption on mesoporous composite materials with different sp ecific surface areas and pore sizes2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Yokogawa, Takeshi Toma, Atsutomo Nakamura, Ippei Kishida
    • 学会等名
      Asian Bioceramics Symposium 2008
    • 発表場所
      Chennai, India
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2018-03-28  

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