Research on the direct conversion method of amorphous diamond by nano-defect engineering

点击翻译按钮获取中文摘要

物質が照射欠陥を含むような不安定な非平衡状態にある場合は，圧力や温度の外的な環境変化によって，より安定な方向に変化するポテンシャルをもっている。このことは，照射欠陥を含むような非平衡状態にある物質は新たな物質を創り出す可能性を秘めているといえる。本研究の目的は，高エネルギー粒子線照射やボールミリングによる機械的破壊によって，非平衡状態を創り出し，それらの試料がもつ不安定な欠陥を用いて新たな物質創製の方法を見出すことである。また，そのようなプロセスで導入された欠陥がどのような特徴を持つかを明らかにすることである。これまで我々は，中性子照射黒鉛を用いた衝撃圧縮や高圧高温下での実験によって，アモルファスダイヤモンドや多結晶ダイヤモンド，圧縮黒鉛などの新たな炭素系物質が生成されることを見出している。一方，新たな炭素系物質創製のための原料として用いられる中性子照射黒鉛での欠陥導入は原子炉内で行われるために，試料の取り扱いやその生成が容易ではない。そのため，現在，ボールミリングによって中性子照射試料と同様な試料が形成される可能性を調べている。特にミリング条件への依存性を調べるために，ボールの種類を変えて系統的に調べている。また，熱的に安定した欠陥の生成条件を明らかにするために，密度の異なるボールを用いた実験を行っており，窒化ケイ素のボールが安定な欠陥生成の境界条件の密度と予測されるので，その実験を進めている。今年度は，これまでに得られた結果を，日本物理学会と日本金属学会，ダイヤモンドに関する材料の国際会議で発表した。