研究提案課題(平成16年度研究計画)
 研究提案者
 (氏名、所属、職)
森 博太郎
超高圧電子顕微鏡センター・教授
 研究提案課題   電子顕微鏡による先進的ナノレベル構造評価技術の構築
 研究目的  

電子顕微鏡を用いて、
(1)低温における合金ナノ粒子の相安定性をその場観察するための技術開発を行なうとともに、(2)液体金属における電子照射効果を直接観察するための技術開発にも取り組む。

 研究概要   (1)低温における合金ナノ粒子の相安定性をその場観察するための技術開発
直径が約数ナノから数十ナノメートルの粒子いわゆるナノ粒子は対応するバルク材料に比べて著しく異なる構造や性質を示すために新機能材料としてここ十数年間急速に注目を浴びるようになった。こうした背景から、ナノ粒子を加工する技術も著しく進歩し、最近は材料の物性をサイズと配列で制御することが可能になりつつある。一方、粒子のサイズがナノサイズまで小さくなると、粒子は対応するバルク材料とは異なる相安定性を示すことが明らかにされつつある。しかし、室温以下の低温におけるナノ粒子の相安定性に関する研究は例が無い。そこで、本研究では、ナノ粒子、特に合金ナノ粒子における相安定性を透過電子顕微鏡法によってその場観察するための技術開発を行なう。具体的には、二つの純物質を別々に蒸着し合金ナノ粒子を形成することができ、さらに形成された合金粒子をそのまま低温(液体窒素温度)まで冷却できる双源蒸着冷却電子顕微鏡用ホルダーを試作し、電子顕微鏡の中で合金ナノ粒子の作製・冷却をその場観察しながら行なう。これを用いて、合金ナノ粒子の相安定性に関する実験を室温以下の低温まで拡張する手法を確立する。

(2)液体金属における電子照射効果を直接観察するための技術開発
物質への電子照射効果は物質の構造を原子レベルで制御できることから、基礎・応用両面において注目を浴びてきた。しかし、これまでの研究は固体を対象として行なわれており、液体における電子線照射効果に関する研究はみられない。そこで、本研究では、電子照射による液体金属からの原子はじき出し挙動を調べるための技術開発を行なう。
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研究提案課題(平成15年度研究計画)
 研究提案者
 (氏名、所属、職)
森 博太郎
超高圧電子顕微鏡センター・教授
 研究提案課題   電子顕微鏡による先進的ナノレベル構造評価技術の構築
 研究目的  

電子顕微鏡を用いて、
(1)低温における合金ナノ粒子の相安定性をその場観察するための技術開発を行なうとともに、(2)液体金属における電子照射効果を直接観察するための技術開発にも取り組む。

 研究概要   (1)低温における合金ナノ粒子の相安定性をその場観察するための技術開発
直径が約数ナノから数十ナノメートルの粒子いわゆるナノ粒子は対応するバルク材料に比べて著しく異なる構造や性質を示すために新機能材料としてここ十数年間急速に注目を浴びるようになった。こうした背景から、ナノ粒子を加工する技術も著しく進歩し、最近は材料の物性をサイズと配列で制御することが可能になりつつある。一方、粒子のサイズがナノサイズまで小さくなると、粒子は対応するバルク材料とは異なる相安定性を示すことが明らかにされつつある。しかし、室温以下の低温におけるナノ粒子の相安定性に関する研究は例が無い。そこで、本研究では、ナノ粒子、特に合金ナノ粒子における相安定性を透過電子顕微鏡法によってその場観察するための技術開発を行なう。具体的には、二つの純物質を別々に蒸着し合金ナノ粒子を形成することができ、さらに形成された合金粒子をそのまま低温(液体窒素温度)まで冷却できる双源蒸着冷却電子顕微鏡用ホルダーを試作し、電子顕微鏡の中で合金ナノ粒子の作製・冷却をその場観察しながら行なう。これを用いて、合金ナノ粒子の相安定性に関する実験を室温以下の低温まで拡張する手法を確立する。

(2)液体金属における電子照射効果を直接観察するための技術開発
物質への電子照射効果は物質の構造を原子レベルで制御できることから、基礎・応用両面において注目を浴びてきた。しかし、これまでの研究は固体を対象として行なわれており、液体における電子線照射効果に関する研究はみられない。そこで、本研究では、電子照射による液体金属からの原子はじき出し挙動を調べるための技術開発を行なう。
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研究提案課題(平成14年度研究計画)
 研究提案者
 (氏名、所属、職)
  森 博太郎
超高圧電子顕微鏡センター・教授
 研究提案課題   電子顕微鏡による先進的ナノレベル構造評価技術の構築
 研究概要  

(1)孤立したナノ粒子の微視的構造を評価するための技術開発
直径が数ナノから数十ナノメートルのいわゆるナノ粒子はここ十数年の間に急速に注目を浴びるようになった。それは、こうしたナノ粒子は対応するバルク材料に比べて著しく異なる構造や性質を示すと共に、最近の微細加工技術の著しい進歩によって、ナノメートルサイズの粒子を容易に扱うことができるようになった背景による。本研究では、基礎、応用両面で純物質と同程度もしくはそれ以上に重要な合金ナノ粒子を対象として、その微視的な構造を温度(T)、サイズ(D)及び組成(C)の三つの実験パラメータの関数として調べるための技術開発とその応用を行う。

(2)結晶中に格子間原子流束場を形成するための技術開発
一般に、高エネルギー粒子を材料に照射すると、primary欠陥としては空孔と格子間原子が同数導入される。それらは、結晶中を移動する間に、格子欠陥反応によってより大きな2次欠陥へと発達する。しかしこれまで、予め結晶中に存在する格子欠陥に対して自由に移動する自己格子間原子がどのように関与し、また影響を及ぼすのかを検討した研究は極めて少ない。このような観点から、本研究では、格子間原子の果たす役割を抽出するために、超高圧電子顕微鏡を用いて、MICI≫MVCVとなる場、すなわち格子間原子流束場を結晶中に形成する。そのための技術開発と応用を行う。

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