収束電子回析による結晶内原子の静的変位量の評価

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02650467
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 友清 芳二 九州大学, 工学部, 助教授 (40037891)
• 研究分担者: 松村 晶 九州大学, 総理工, 助手 (60150520)
• キーワード: 収束電子回析 / 大角度収束電子回析 / 構造因子 / 結晶内原子の静的変位 / アルファ・アルミナ

研究概要

1.収束電子回析強度から単位格子内の原子位置を決定する方法を確立するために、αーAl_2O_3結晶のAlイオンの静的変位量の測定を行った。αーAl_2O_3の結晶構造はコランダム型であり、理想的な構造は六方最密充填した酸素イオンから成る層と、それらの酸素が作る八面体の中心を占めるAlイオンから成る層が交互に積み重なったものである。酸素八面体の中心のうち、1/3が空いているため、実際にはAlイオンがC軸方向に、酸素イオンがC面内でそれぞれ理想的な位置からずれているといわれている。高純度単結晶から〔110〕を法線方向にもつディスク状試料を切り出し(本補助金で購入されたディスクカッタ-を使用)、イオン研磨後200kV透過型電子顕微鏡で回析実験を行った。
2.(1)006l系統の反射の構造因子にはAlイオンのC軸方向のずれδの影響のみが現れるので006l系統反射を励起し、l=5〜9の五つの反射が同時にBragg条件を満足するように、入射電子ビ-ムを大きく収束させると、これらの回析線の強度は一枚のフィルムに記録される。したがって、それらの相対強度を理論計算値と比較することができる。
(2)運動学的回析理論に基づいて求めたδと動力学的多波回析理論によるδとは実験誤差範囲内で一致し、運動学的取り扱いが妥当である。
(3)今回求めたδは過去にX線、中性子回析実験で得られた値ともよく一致し、収束電子回析法が有用であることがわかる。
3.電子線強度とフィルム黒化度の対応性の問題、格子振動の影響、運動学的取り扱いの適用性の限界等を明らかにする。さらに、酸化物高温超伝導体結晶への応用を試みる。

研究成果

• [文献書誌] Y.Tomokiyo,T.Okuyama,S.Matsumura,N.Kuwano and K.Oki: "ConvergentーBeam Electron Diffraction for Local Lattice Parameters in IIIーV Semiconductors" Mat.Trans.ーJpn.Inst.Metals.31. 641-646 (1990)
• [文献書誌] S.Matsmura,T.Okuyama,Y.Tomokiyo,N.Kuwano and K.Oki: "Dynamical Diffraction Effect on HOLZーpattern Geometry for Semiconductor Alloys of Si_<1ーx>Ge_x and Ga_<1ーx> In_xAs" Proc.XIIth Int.Cong.for Electron Microscopy,Seattle,USA (1990). 2. 486-487 (1990)
• [文献書誌] Y.Tomokiyo and T.Kuroiwa: "Determination of Static Displacements of Atoms by Means of LargeーAngle ConvergentーBeam Electron Diffraction" Proc.XIIth Int.Cong.for Electron Microscopy Seattle,USA (1990). 2. 526-527 (1990)
• [文献書誌] Y.Suyama,Y.Tomokiyo and K.Terasaka: "Grain Boundary Structure of a ZnOーBi_2O_3ーCoO Varistor" Proc.Xth Int.Cong.for Electron Microscopy,Seattle,U.S.A.(1990). 4. 374-375 (1990)
• [文献書誌] T.Yoshino,Y.Tomokiyo and T.Kuroiwa: "ZoneーAxis CriticalーVoltage Effect of Silicon and Diamond" Proc.Vth JapanーChina Seminar on Electron Microscopy,Urmuqi,China (1990). (1991)
• [文献書誌] S.Matsumura,T.Ohboshi and K.Oki: "Critical Voltage Effect of Pd and Pt" Proc.Int.Sympo.on New Directions and Future Aspects of HUEM,Osaka,Japan (1990). (1991)