電子線理工学に基づくセラミックス中への異種原子の強制注入

基于电子束科学与工程的外来原子强制注入陶瓷

• 批准号: 03205084
• 负责人: 森 博太郎
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03205084/
• 关键词: 照射効果; 超高圧電子顕微鏡; 原子注入; セラミックス

本研究は、世界に先駆けて、高エネルギ-電子線を用いた新機能材料創製の共通原理を解明すると共に、その手法を用いて新しい半導体材料や、各種非平衡材料の物性改善を行うことを目的とする。この手法によれば、非平衡相を所定の微小領域に生成することが可能であり、機能の高集積化を計ることができる。今年度は、当センタ-において独自に開発した電子照射効果による原子注入法を用いて、シリカ(SiO_2)および窒化珪素(Si_3N_4)にハフニウム(Hf)を強制注入する研究を行った。約1mm厚の板状SiO_2結晶およびSi_3N_4結晶から、機械研磨法とアトムシンニング法を用いて電顕用薄膜を作製した。それらの片面にハフニウムをスパッタ蒸着して、標的原子(Hf)/基板(SiO_2ならびにSi_3N_4)複合試料とした。電子照射は超高圧電顕を用いて、加速電圧2MV、照射温度170Kの条件で行い、ハフニウムが強制注入されていく過程を連続的にその場観察した。さらに注入に伴う構造変化を高分解能電子顕微鏡を用いて原子的尺度で観察した。その結果、(1)Hf/SiO_2ではまず最初に基板であるSiO_2が約60秒の電子照射によってアモルファス化する。引き続く照射によって、ハフニウムはこのアモルファス酸化珪素中に注入される。この注入領域ではHfO_2の微細(〜10nm)な結晶とアモルファス酸化珪素が混在している。(2)Hf/Si_3N_4ではハフニウムの強制注入により基板がアモルファス化する、ことが判明した。以上より、こうしたセラミックス中へのハフニウムの注入は、基板構成原子との化学結合を媒介としながら進行することが明らかになった。

In this study, the new mechanical energy materials are used to explain the common principles of the new mechanical energy materials, the new semi-metallic materials, and the improvement of the physical properties of all kinds of non-equilibrium materials. The micro-domain defined by the method and the non-equilibrium phase produces the possibility that the system may be affected, and that the high concentration of the mechanism will actively affect the performance of the system. This year, during the first half of this year, we have launched an independent electronic irradiation program. As a result, the atomic injection method (SiO_2) has been used to strengthen the injection of asphyxiating hormone (Si_3N_4) and asphyxiating hormone (Hf) into the research center. About 1mm thick plate-like SiO_2 crystal, Si _ 3N_4 crystal, mechanical grinding method, mechanical grinding method and mechanical grinding method. The atoms (Hf)

项目成果

H. Yasuda: "Structural and Valence Electronic Analysis of Electron Irradiation Induced Foreigh Atom Implantation by a Combination of UIIVEM and AES" Ultramicroscopy. 39. 321-328 (1991)

H. Yasuda：“结合 UIIVEM 和 AES 对电子辐照诱导的外原子注入进行结构和价电子分析”超显微术。

H. Mori: "ElectronーIrradiationーInduced Cold Atom Implantation into Silicon Carbide" Rad. Effects and Defects in Solids,. (1992)

H. Mori：“电子－辐照－诱导冷原子注入碳化硅”Rad。固体中的效应和缺陷，（1992）

H. Mori: "ElectronーIrradiationーInduced CrystallineーtoーAmorphous Transition in Metallic and NonーMetallic Compounds," Proc. European Workshop on Ordering and Disordering,July 10ー12,Grenoble 1991,Elsevier,. (1992)

H. Mori：“金属和非金属化合物中的电子辐照诱导的晶态到非晶态转变”，欧洲有序与无序研讨会，7 月 10-12 日，格勒诺布尔，1991 年，Elsevier，（1992 年）。