| 研究概要 |
MgO,Al_2O_3やMgO/nAl_2O_3スピネルなどの酸化物セラミックスの詳細な構造解析法を確立するために、本研究は入射電子の強い動力学的弾性散乱過程とX線放射を伴う非弾性散乱過程の相互作用についての理解を深めることを主たる目的とした。
初年度は、結晶構造が比較的単純で原子散乱因子などが良く検討されているMgO結晶を試料に取り上げて、400反射の臨界電圧の精密測定と臨界電圧付近での特性X線放出の測定を行い、最近Rezらによって理論的に求められているイオン状態にある各種元素の原子散乱因子は、セラミックスの動力学的回折効果の解析に有効であるという結論に達した。
次年度は、電子線のチャンネリング励起X線分光と大角度収束電子回折による結晶構造因子同時測定法を、1MeV電子もしくは300KeV酸素イオンを1.5-2.0dpa照射したMgO/nAl_2O_3(n=1.0,2.4,3.0)スピネルに適用して、照射に伴うカチオンの変位について検討を行った。その結果、電子照射の場合は、照射前後においてカチオンの配列はほとんど変化しておらず、はじき出しが生じてもカチオンは即座に空格子点との再結合して、ほぼ元の格子点に戻るものと考えられた。
最終年度には、電子線の試料入射方位を細かく変えながら特性X線の強度を測定する手法の有効性を実験と理論の両面から検討を行い、1MeVNe^+イオンの照射前後におけるMgO/Al_2O_3の陽イオンの配列の変化の解析に応用した。照射前では、MgO/Al_2O_3のMgイオンの約60%が4面体位置を、Alイオンの約90%が8面体位置をそれぞれ占有していたのに対して、照射により陽イオンの変位が進み、構造が不規則化している様子が実験から明確に示された。さらに損傷ピーク位置では、4面体位置にあるイオン総数が減少しており、優先的に空孔が生成されていることが示唆された。
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