| 研究課題/領域番号 |
14350077
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| 研究機関 | 中部大学 |
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研究代表者 |
大西 直之 中部大学, 工学部, 助教授 (60201977)
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| 研究分担者 |
吉田 國雄 大阪工業大学, 工学部, 教授 (70029338)
難波 義治 中部大学, 工学部, 教授 (40029129)
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| キーワード | フッ化カルシウム / 遠紫外レーザ / フロートポリシング / 超精密加工 / 高分解能透過電子顕微鏡 / 表面原子構造解析 |
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| 研究概要 |
本研究の実施計画は、(a)高純度CaF_2単結晶の超平滑加工とその加工表面のナノ構造解析、(b)得られた加工面のレーザー損傷機構のナノレベルでの解析、の2つに大別される。本年度は特に(a)に重点を置いて研究を遂行するとともに、(b)を実施する為の予備段階としてレーザー損傷微小部評価装置を導入した。これらにより以下の成果が得られた。
1.各種の条件によりCaF_2単結晶をフロートポリシング法(FP)で研磨し、高分解能透過電子顕微鏡(HRTEM)による断面観察でこの研磨表面および表面下の微細構造を原子レベルで評価した結果、FPで研磨したCaF_2単結晶の表面には市販の光学研磨面に存在するような高密度の格子欠陥は観察されなかった。このことから、FPがCaF_2についても良好な無歪み加工面を得るのに適した研磨法であることが裏付けられた。
2.HRTEMによる原子レベルでの観察・解析の結果、FPによる研磨面はCaF_2の(111)格子面が作る原子サイズのステップ(高さ約0.3nm)により構成されていることが明らかに。なった。これはFPによるCaF_2の超精密研磨の素過程が、結晶のへき開と同様な特定方位に沿った原子面の「剥ぎ取り」によって起こっていることを示すものである。これは理論的に妥当な結果であるが、実験的には本研究により初めて見いだされた。
3.上記の観察結果より研磨面の表面粗さは原子ステップが作る階段状の起伏に直接結びついており、そのステップ間隔は研磨面と(111)面との方位のずれに依存することが明らかとなった。また、このことは研磨条件(研磨面の方位)を系統的に変化させた試料のAFM測定結果からも検証された。更に、研磨面の方位を制御することにより面粗さを向上させることに成功した。
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