Structural and micromechanical analysis of ceramics and glass by Raman microprobe and cathodoluminescence spectroscopy.

通过拉曼微探针和阴极发光光谱对陶瓷和玻璃进行结构和微观机械分析。

基本信息

  • 批准号:
    15360345
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 8.64万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2003
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2003 至 2004
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Recent achievements in high spatial resolution characterization of residual stress fields stored near the surface of ceramic and glass materials/devices have been reviewed in this project. Measurements are based on the piezo-spectroscopic effect (i.e., the light wavelength shift occurring due to the presence of a superimposed stress field) observed for selected photoluminescence(PL) and cathodoluminescence(CL) bands of ceramic and glass materials. Nano-scale stress assessments can be performed, independent of the particular mechanism behind the PL/CL emission, by exploiting the superior in-depth resolution of the Raman microprobe device and the high lateral resolution of a field-emission-gun scanning electron microscopes(FEG-SEM) specially designed for low-voltage measurements. Automatic scanning routines have been developed and expanded in order to collect and to process in nearly real time a large number of acquisition data (up to 10^6 data point per □ m^2). This capability is well suited for the nano-scale assessment of residual stresses on the surface of ceramic and glass devices. The micromechanical information achieved by this technique (referred here to as cathodoluminescence piezo-spectroscopy) lies on a significantly smaller scale than that probed by photo-stimulated luminescence and can be regarded as the natural counterpart of chemical elemental mapping routinely operated into conventional SEM devices according to electron-stimulated X-ray emission. Experimental nano-scale mechanical assessments in the FEG-SEM may provide an additional degree of freedom in the microstructural design of novel materials and also the accessibility that is essential for developing new ceramic and glass devices with high efficiency and reliability.
本项目综述了近年来在陶瓷和玻璃材料/器件表面残余应力场的高空间分辨率表征方面取得的成就。测量基于压电光谱效应(即,由于叠加应力场的存在而发生的光波长偏移)。纳米尺度的应力评估可以独立于PL/CL发射背后的特定机制,通过利用拉曼微探针装置的上级深度分辨率和专门设计用于低电压测量的场发射枪扫描电子显微镜(FEG-SEM)的高横向分辨率来进行。自动扫描程序已经开发和扩展,以便在几乎真实的时间内收集和处理大量采集数据(每平方米多达10^6个数据点)。这种能力非常适合于陶瓷和玻璃器件表面残余应力的纳米级评估。通过这种技术(这里称为阴极发光压电光谱)实现的微机械信息在于一个显着较小的规模比光激发发光探测,可以被视为自然对应的化学元素映射常规操作到传统的SEM设备根据电子激发的X射线发射。在FEG-SEM中的实验纳米尺度机械评估可以在新型材料的微观结构设计中提供额外的自由度,并且还提供对于开发具有高效率和可靠性的新陶瓷和玻璃器件至关重要的可访问性。

项目成果

期刊论文数量(93)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
G.Pezzotti, 西方健太郎, 柿沼繁: "ナノ応力顕微鏡の開発:高波長分解能カソードルミネッセンス分光法を用いた応力解析"Readout. 28. 28-33 (2004)
G. Pezzotti、Kentaro Nishikata、Shigeru Kakinuma:“纳米应力显微镜的发展:使用高波长分辨率阴极发光光谱进行应力分析” 28. 28-33 (2004)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
走査型電子顕微鏡を用いたセラミックスおよびガラスのナノスケール応力解析
使用扫描电子显微镜对陶瓷和玻璃进行纳米级应力分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Masahiro Kurachi;Hirofumi Matsuda;Takashi Iijima;Hiroshi Uchida;Seiichiro Koda;Takayuki Watanabe;Hiroshi Funakubo;Y.Tamura;齋藤千恵;G.PEZZOTTI
  • 通讯作者:
    G.PEZZOTTI
W.Zhu, C-J.Lee, S.Tochino, G.Pezzotti: "Crack-tip microstress field in Cr3+-doped sapphire single crystral"8^<th> Japan International SAMPE Symposium and Exhibition. 2. 865-868 (2003)
W.Zhu,C-J.Lee,S.Tochino,G.Pezzotti:“Cr3掺杂蓝宝石单晶中的裂纹尖端微应力场”第8届日本国际SAMPE研讨会暨展览会。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
G.Pezzotti, A.Leto: "Probing nanoscale stress field in Er3+-doped optical fibers using their native luminescence"J.Phys. : Condens.Matter. (in press). (2004)
G.Pezzotti、A.Leto:“利用 Er3 掺杂光纤的天然发光探测纳米级应力场”J.Phys。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Development of nano-scale measurement techniques for stress assessment in Si-based semiconductors
开发用于硅基半导体应力评估的纳米级测量技术
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ラマン分光法を用いた生体組織・病原体の解析と診断技術への応用
使用拉曼光谱分析生物组织和病原体及其在诊断技术中的应用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    足立 哲也;宮本 奈生;山本 俊郎;PEZZOTTI Giuseppe;金村成智
  • 通讯作者:
    金村成智

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    11F01750
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 8.64万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
窒化珪素基新規固溶体の作製と評価
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  • 批准号:
    08750974
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    1996
  • 资助金额:
    $ 8.64万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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