原子サイズの機械加工とその可視化による加工機構の解明

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09555216
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 木塚 徳志 名古屋大学, 難処理人工物研究センター, 講師 (10234303)
• キーワード: 高分解解透過電子顕微鏡 / 変形 / 接触 / 接合 / 破壊 / ピエヅ素子 / 原子直視観察 / その場観察

研究概要

現在の材料工学では、機能材料、構造材料を問わず10nm以下の領域まで材料が微細構造化されている。また、機械工学の分野では今まで動機械は動かないとされていた10〜100nmの領域での機械部品や原動機の作製に関心が高まっている。本研究は、さらに微細化を極限まで進め、原子サイズの機械加工技術と加工機構の解析法を開発し、今後さらに微細構造化するであろう材料工学と機械工学の基礎を構築することを試みた。
実験では、まず、電子顕微鏡用の特殊変形試料ホルダーを開発した。これを用いて、金属及び半導体の変形とその過程を直接観察した。試料に用いた材料には、金、鉄などの金属や、シリコン、カーボンなどの半導体を選択した。本研究での解析手法の開発により、こうした材料の変形時の原子運動を、その場で直接観察し、解析することができるようになった。観察結果から、変形時の局所的な歪み、もしくはすべり、転位、積層欠陥、その他の格子欠陥の導入と運動を調べ、原子サイズ素材の変形特性と、その変形を担う機構を明らかにすることができた。

研究成果

• [文献書誌] Tokushi Kizuka: "Direct atomistic observation of deformation in multiwalled carbon nanotubes"Phys.Rev.. B59. 4646-4649 (1999)
• [文献書誌] Tokushi Kizuka and Kazue Hosoki: "In-situ high-resolution transmission electron microscopy of direct bonding processes between silicon tips with oxide surfaces at room"Appl.Phys.Lett.. 75. 1743-1745 (1999)
• [文献書誌] Tokushi Kizuka: "Atomic processes of grain boundary migration and phase transformation in zinc oxide nanocrystallites"Phil.Mag.Lett.. 79. 417-422 (1999)
• [文献書誌] Tokushi Kizuka and Takashi Yanaka: "Atomic scale electron beam processing"Jpn.J.Appl.Phys.. 38. 1595 (1999)
• [文献書誌] Tokushi Kizuka,Motoichi Mizutani: "Direct atomistic observation of grain boundary sliding-I. gold"Mat.Sci.Forum. 304-306. 555-560 (1999)
• [文献書誌] Tokushi Kizuka,Kazue Hosoki: "Direct atomistic observation of grain boundary sliding-II. silicon"Mat.Sci.Forum. 304-306. 561-566 (1999)
• [文献書誌] Tokushi Kizuka: "Current Topics in Crystal Growth Research Vol.5"Research Trends (Trivandrum,India). 310 (1999)
• [文献書誌] 木塚徳志(執筆分担者): "接合溶接技術Q&A"産業技術サービスセンター(東京). 1300 (1999)