Nanomechanics on rewritable material strength by anomalous electrons

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本年度は、１．電子/ホール注入材に対する強度実験、２．疲労・クリープ特性への展開のための実験システムの構築、３．電子注入材の強度解析、および、４．電子応力理論の構築に取り組んだ。研究実績の概要は以下の通りである。１．前年度に引き続き、電子注入材に対する強度試験を実施した。主要な成果として、Siの原子間結合強度に及ぼすAnomalous電子の影響を実験的に検討して、電子線照射によるホール注入により原子間結合の引張強度に相当する破壊じん性が増大することを明らかにした。さらに、絶縁体材料である合成石英を供試材として、Anomalous 電子の注入・保持とそれらの条件下での強度評価試験法を確立した。２．疲労特性やクリープ特性に及ぼすAnomalous電子の影響を検討すめ、前年度までに開発した電子注入方法および力学試験方法を基に、電子／ホール制御条件下において疲労およびクリープ試験ができる力学試験システムを導入して、必要な追加改造を施した。これにより、多様な変形・破壊現象に対するAnomalous 電子の影響を解明する実験基盤を構築した。３．前年度までに構築した計算環境により、共有結合性、イオン結合性、金属結合性の典型材料を対象として電子注入材に対する強度解析を実施した。これにより、実験に供する対象材料の理論予測を行うとともに、強化機構の体系化と法則解明に向けてデータを拡充した。４．Anomalous電子の影響を統一的に理解するために、量子力学を基礎として電子論まで拡張した応力概念（電子応力）を提案し、これに基づいて結合の力学状態を直接的かつ陽に反映した応力の解析法（第一原理電子応力解析法）を開発した。これにより、Anomalous 電子による結合強度変化の機構を根源的な観点から統一的に理解する理論的基盤を構築した。