サブナノメートルスケール異種材料間接合の原子直視型その場構造解析

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09750789
• 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: 原子過程 / 高分解能電子顕微鏡 / その場観察 / 変形 / 破壊 / 接触 / 合金化 / ピエゾ素子

研究概要

これまで観察できなかった高温での異種材料間の接合の瞬間における構造変化、化学反応の原子的接合挙動を明らかにして、その成果を基にして原子尺度の接合組織の設計や、新たな接合技術の開発を試み、原子尺度の接合工学を展開する礎を築くことが本研究の目的である。
本年度は、高さと幅がミリメートルレベルの電子顕微鏡内試料室において、1500℃に加熱できる特殊な加熱装置を独自に開発した。これまでに開発されている高温試料装置では、(1) 試料形態が限定される、(2) 温度の安定性に欠け、その制御が極めて難しい、(3) 電子顕微鏡本体と同じ程度の費用がかかり普及性に乏しい、などの欠点があった。本研究で開発した高温加熱装置は、これらの欠点をすべて改善した。つまり、(1) 通常の電子顕微鏡薄膜試料が観察可能、(2) 温度の安定性が極めて良い、(3) 通常の電子顕微鏡試料ホルダーの5分の1程度の費用で作製できる、などの特徴を持っていることがわかった。特に800℃においても、原子像の通常のフィルム記録ができるほどであり、(2)の高温安定性に関しては、他の装置の追従を許さないことがわかった。この安定性によって、高温での異種材料間の接合の瞬間における構造変化、化学反応の原子的接合挙動が、観察できることが明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] T.Kizuka et al.: "Atomic process of electyon-induced grain boundary migration of a MgO I5 boundary" Phil.Mag. A77. 413-422 (1998)
• [文献書誌] T.Kizuka: "Atomic process of point contact in gold studied by high-resolution transmission electron microscopy" Phys.Rev.Lett.81. 4448-4451 (1998)
• [文献書誌] T.Kizuka: "Atomic Visualization of deformation in gold" Phys.Rev.B57. 11158-11163 (1998)
• [文献書誌] T.Kizuka: "Time-vesolved high-resolution transmission electron microscopy using a piezo-driving specimen holder for atmic scale mechanical interaction" Microscopy and Microanalysis. 4. 218-225 (1998)
• [文献書誌] T.Kizuka: "Atomistic visualization of mechanical interaction in gold crystalline boundaries by time-resolved high-resolutin transmission plecton microscopy" Sur.Rev.Lett.5. 739-745 (1998)
• [文献書誌] T.Kizuka: "Structure of nanocrystalline MgO, ZnO, and WO_3" Jpn.Inst.Met.,. 39. 508-514 (1998)
• [文献書誌] 木塚他(共著): "ミクロの世界・物質編" 学際企画, 408 (1998)