| 研究概要 |
本研究は、電子エネルギー損失分光法(EELS)を利用して、代表的な形状記憶合金であるTi_<50>Ni_<48>Fe_2合金のマルテンサイト変態に伴う電子状態変化を明らかにしようというものである。 初年度は、備品として購入した精密電源をもとに、薄膜試料用電界研磨装置を作製した上で、以下の研究結果をえた。
1.内殻電子励起スペクトルの厚さ依存性
非占有電子状態密度を直接反映する内殻電子励起スペクトルを高い精度で評価するために、以下の研究を行った。 まず、試料の厚さ評価で重要な物理量である非弾性散乱平均自由行程を、本合金に対して141nmと決定した。 次に、本合金の試料厚さと、内殻電子励起スペクトル(Ti-L_2エッジ)のjump ratio(バックグラウンドに対するピーク強度の比)の関係を求めたところ、jump ratio(y)は厚さ(t)に対してy=At^<-r>(A,rは定数)というべき乗の関係で記述できることが示された。 更に、本合金のマルテンサイト変態に伴う強度変化を精度良く求めるための最適試料厚さとして、100nm<t<150nmという条件を決定した。
2.マルテンサイト変態に伴う非占有電子状態密度の変化
続いて、本合金の母相(B2)→マルテンサイト相(B19')の変態に伴い、Ti及びNiの内殻電子励起スペクトル(L_<2,3>エッジ)の強度がどう変化するかを調べた。 その結果、母相→マルテンサイト相の変態に伴って、Ti-L_<2,3>エッジの強度は僅かに減少し、逆にNi-L_<2,3>エッジの強度は僅かに増加するという結果を得た。 Ti-L_<2,3>エッジの強度は、2p→3dという電子励起の確率を反映するものであり、上記の結果は、マルテンサイト変態が起こるとTiの3dバンドの非占有状態密度は僅かに減少し、逆にNiではこれが僅かに増加することが示すものと解釈できる。
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