固体物質の塑性変形挙動に及ぼす光照射効果のメカニズム解明

光照射对固体材料塑性变形行为的影响机理

• 批准号: 21H04532
• 负责人: 中村 篤智
• 金额: $ 27.46万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04532/
• 关键词: 塑性変形; 転位; 結晶; 力学特性; 光環境効果; 力学試験; 電子顕微鏡; 外場効果; 結晶塑性; 光環境制御; 光塑性

物質・材料に外部から力が加わった際、どのように形状を変化させ壊れていくのかという基礎的現象の研究は重要な課題となっている。これまで、金属以外の無機材料は、室温では可塑性が非常に小さく、脆く壊れやすいと考えられてきた。これに対して，代表者らは材料の可塑性に光環境が大きく影響する現象を発見している。現在、光環境制御下において、半導体に限らず様々な固体材料の変形挙動について、光がどのような影響を及ぼしているのか調査している。令和４年度では昨年までに構築した実験方法を利用した実験研究を実施した。特に、光環境制御下で荷重負荷速度や光の強度や波長を制御するという視点から検討を行った。その結果、ナノスケール実験においてはひずみ速度の影響が比較的小さいこと、一方で大型結晶を用いたマクロな力学試験ではひずみ速度の影響が大きいように見える結果が確認された。この違いの由来については今後の検討課題となっている。ナノスケール試験では、光の透過可能領域の違いにより、光の効果が変化することも確認できている。これは光の透過性の低い材料では、表面近傍にのみ光環境効果が表れていることを示唆している。また、結晶では方位によって塑性変形挙動が異なるが、実際には、シュミット因子の高い主すべり系次第で、光環境効果に違いが生じているような結果が得られている。これらに基づき、次年度はすべり系による光環境効果の差異をさらに調査すべく、より細かな力学試験条件の違いによる実験結果の違いを評価していく予定である。

Material, material に external か ら が わ / っ た interstate, ど の よ う に shape を variations change さ せ 壊 れ て い く の か と い う basic phenomenon は の research important topic な と な っ て い る. こ れ ま で outside は の inorganic materials, room temperature, metal で は plasticity が very small に さ く, crisp く 壊 れ や す い と exam え ら れ て き た. こ れ に し seaborne て, representatives ら の は material plasticity に light environment が big き く influence す る phenomenon を 発 see し て い る. Now, the light environment under the system of imperial に お い て, semiconductor に limit ら ず others 々 の な solid materials - shaped 挙 dynamic に つ い て, light が ど の よ う な influence を and ぼ し て い る の か survey し て い る. In the fourth year of the Reiwa era, で で, and in the previous year, までに were used to construct <s:1> experiments. Youdaoplaceholder3 utilized <s:1> experiments to study を practical application た. に, light environment, under the system of imperial で load load at や の light intensity や wavelength を suppression す る と い う viewpoints か ら 検 line for を っ た. そ の results, ナ ノ ス ケ ー ル be 験 に お い て は ひ ず み speed の が comparison of small effect さ い こ と, one party で large crystalline を い た マ ク ロ な mechanics test で は ひ ず み speed の が affected き い よ う に see え が る results さ れ た. The origin of the <s:1> violation of <s:1> is に に て て. In the future, 検 will discuss the topic となって る る. ナ ノ ス ケ ー ル test で は, light の の violations through may field い に よ り, light の unseen fruit が variations change す る こ と も confirm で き て い る. Low permeability の こ れ は light の い material で は, surface near alongside に の み light environment working fruit が table れ て い る こ と を in stopping し て い る. ま た, crystallization で は bearing に よ っ て plastic dynamic が vision - shaped 挙 な る が, be interstate に は, シ ュ ミ ッ ト factor の high い main す べ り で capacity, light environment working fruit に violations い が raw じ て い る よ う な results ら が れ て い る. こ れ ら に base づ き, annual は す べ り department に よ る light environment working fruit の differences を さ ら に survey す べ く, よ り fine か な mechanical test conditions の violations い に よ る be 験 results の violations い を review 価 し て い く designated で あ る.

项目成果

An Experimental Study of Light Effects on Dislocation Behavior in Inorganic Semiconductor Materials

光对无机半导体材料位错行为影响的实验研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Gaoge Xue;Takashi Nakamura;Nao Fujimura;Hiroyuki Oguma;Akihisa Takeuchi;Masayuki Uesugi;Kentaro Uesugi;Atsutomo NAKAMURA
• 通讯作者: Atsutomo NAKAMURA

Room-temperature deformation behavior of semiconducting crystals

半导体晶体的室温变形行为

• 发表时间: 2022
• 作者: Tamura Atsutaka;Saiki Mika;Hongu Jun-ichi;Matsumoto Takeo;Wenxiao Li;Atsutomo Nakamura
• 通讯作者: Atsutomo Nakamura

TU-Darmstadt(ドイツ)

达姆施塔特工业大学（德国）

Room-temperature plastic deformation modes of cubic ZnS crystals

• DOI: 10.1016/j.actamat.2023.118738
• 发表时间: 2023-02
• 期刊: Acta Materialia
• 影响因子: 9.4
• 作者: Shunsuke Kitou;Y. Oshima;A. Nakamura;K. Matsunaga;H. Sawa

Control of Dislocation Behavior to Improve Low Temperature Plasticity of Ceramic Materials

控制位错行为提高陶瓷材料的低温塑性

• 发表时间: 2022
• 作者: Inoue Tadanobu;Oka Shin-ichiro;Nakazato Koji;Hara Toru;矢代航;A. Nakamura
• 通讯作者: A. Nakamura