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走査トンネル顕微鏡によるLPSO合金の破断面の超高分解能観察

公募研究

研究領域シンクロ型LPSO構造の材料科学 ―次世代軽量構造材料への革新的展開―
研究課題/領域番号 24109503
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関京都大学

研究代表者

黒川 修  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90303859)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
2013年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2012年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
キーワード走査トンネル顕微鏡 / マグネシウム / マグネシウム合金 / LPSO
研究概要

STM(走査トンネル顕微鏡)は表面を原子分解能で観察することのできる観察手法である.STMは表面第1層のみに感度があるため,うまく試料表面を作製できれば,試料内の局所構造を観察することができる.
本研究ではMg-Y-ZnからなるLPSO相を超高真空中で劈開し,(0001)hcp劈開面のSTM(走査トンネル顕微鏡)観察を行った.その結果,Y-Znからなるクラスターを明瞭にイメージすることができた.Zn-Y系ではクラスターの配置に乱れが大きく,これまでTEM観察などでは,クラスター配列が明らかではなかったが,我々の研究によってはじめてこれを明らかにすることができた.
第一原理計算との比較検討により劈開面が,Mg-Mg層間であること,およびSTM像におけるコントラストと実際のクラスターの位置の関係を明らかにした.
上記検討により,STM像からクラスター位置を計測することが可能になったため,本年度は特に積層欠陥の間隔が異なる18R構造と14H構造におけるクラスター分布の違いに注目して研究を行った.統計処理の結果,18R構造におけるクラスター分布と,14H構造内の分布は異なっている可能性のあることが示された.また我々は(0001)hcp面内において,クラスターが直線状に配列しやすいことを統計的に明らかにした.興味深いことにこの傾向は18R,14H構造とも共通であった.この結果はLPSO相の形成過程の解明に手掛かりを与えるものと考えられる.
上記のように本研究では主に表面研究に使用されてきたSTMによって他の解析手法では得られない情報を提供することができた.このことは,条件が整った場合にはバルク試料内部の解析に使用でき,特に局所的に乱れのある構造の解析に威力を発揮することを示している.

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] An Attempt to Image Chemical Ordering in Close-Packed Layer of Mg–Zn–Y 18R Long-Period Stacking-Ordered Structure by Scanning Tunneling Microscopy2013

    • 著者名/発表者名
      S. Kurokawa, A. Yamaguchi, and A. Sakai
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 54 号: 7 ページ: 1073-1076

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2013123

    • NAID

      10031183647

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] LPSO相中のZn-Yクラスター分布の組成依存性2014

    • 著者名/発表者名
      田中浩登, 黒川 修, 酒井 明
    • 学会等名
      金属学会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 査トンネル顕微鏡によるMg85Y9Zn6合金の原子構造観察2013

    • 著者名/発表者名
      黒川 修
    • 学会等名
      2013年春期(第152回)講演大会講演募集
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2013-03-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 走査トンネル顕微鏡を用いたMg85Zn6Y9 AS CAST材の原子分解能観察2013

    • 著者名/発表者名
      山口 晃寛(院生) 黒川 修 酒井 明
    • 学会等名
      金属学会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 走査トンネル顕微鏡によるLPSO合金の破断面の超高分解能観察2012

    • 著者名/発表者名
      黒川 修
    • 学会等名
      軽金属学会第123回秋期大会プログラム
    • 発表場所
      千葉工業大学
    • 年月日
      2012-11-10
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] STM Observation of Cleaved LPSO Surfaces2012

    • 著者名/発表者名
      黒川 修
    • 学会等名
      International Symposium on Long-Period Stacking Ordered Structure and Its Related Materials
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2012-10-01
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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