| 研究課題/領域番号 |
02555135
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
森 博太郎 大阪大学, 超高圧電子顕微鏡センター, 助教授 (10024366)
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| 研究分担者 |
松井 功 日立製作所, 那珂工場・電装設計部, 課長(研究員)
吉田 清和 大阪大学, 超高圧電子顕微鏡センター, 教務職員
保田 英洋 大阪大学, 工学部, 助手 (60210259)
藤田 広志 近畿大学, 理工学総合研究所, 教授 (30028930)
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| キーワード | 超高電圧電子顕微鏡 / 超微粒子 / 合金化 / アトムクラスタ- |
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| 研究概要 |
本研究は、超微粒子の特異な心理的・化学的性質を構成原子の相互拡散を通して考察することを目的とする。この目的のために、ダブルソ-スの真空蒸着装置を2台作り、1台を日立HUー3000型超高圧電子顕微鏡の試料室に、他の1台を20keVED付き高真空ベッセル(アルバックファイ製、ベ-ス真空度;3×10^<-10>torr)にそれぞれセットした。これらの装置を用いて、金クラスタ-に対する銅の合金化挙動を顕微鏡像と電子回折図形の双方から追跡した。
得られた結果は次のようにまとめられる。(1)超高圧電顕内で、室温に保持されたアモルファスカ-ボン支持膜に粒径8〜10nm程度の金クラスタ-をまず生成し、ついでこの上に約3倍の量の銅を蒸着した。蒸着された銅は殆どすべて予め存在していた金クラスタ-と合体し、一体化する。これにともなって、金のデバイリングは殆ど瞬時にAuー〜75at.%Cu合金のデバイリングに変化する。バルクな金において、表面から4nmの深さまで銅を室温で拡散させるのに必要な時間は、10^8sと評価されることから、アトムクラスタ-では桁違いに速い合金化が生じていると考えられる。このような急速な合金化は電子照射の効果を除いた実験でも確かめられた。(2)高真空ベッセル中で、アモルファス酸化ケイ素支持膜を220Kまで冷却して、粒径約5nmの金クラスタ-に銅を真空蒸着した。蒸着に伴うデバイリングの径の変化をその場観測した結果、銅はこの温度でも急速に金と合金化して均一なAuーCu個溶体を形成することが明らかになった。さらに、超高圧電顕による実験から、このような急速な合金化は170Kでも生じることが判明した。(3)しかし、こうした急速な金と銅の合金化は、粒径が30nmでは生じない。
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