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セラミックス粒界の局在量子構造

陶瓷晶界的局域量子结构

基本信息

批准号：
12130202
负责人：
山本剛久
金额：
$ 59.78万
依托单位：
The University of Tokyo
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：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

種々のセラミック材料の機能特性は、粒界原子構造に基づいて形成される粒界局在量子構造と密接に関係する。本研究では、構造用セラミックスであるアルミナやジルコニア、また、機能性セラミックであるチタン酸ストロンチウム(SrTiO3)、酸化亜鉛(ZnO)などの双結晶を作製し、粒界原子構造・電子状態と機械的・電気的特性との相関性を系統的に調べ、粒界量子構造設計に関する設計指針を構築することを目的とした。構造材については、アルミナ双結晶において極微量のイットリウム添加により高温粒界すべりが大きく抑制されることが見出された。粒界における電子状態分析を行ったところ、添加されたイットリウムが粒界における共有結合性を向上させていることが明らかとなり、添加剤による粒界電子状態制御により高温機械的特性を調整できることを突き止めた。ジルコニアにおいては主に小角粒界において形成される粒界転位構造を調べた。その結果、安定化材として添加されているイットリウムは粒界転位へ偏析し、その結果、粒界がファセット状となることが見出された、このファセット形成は高温での粒界強度と密接に関係することが分かった。一方、電子材料においては粒界転位の組織を厳密に制御することにより特異な電気特性が発現することが見出された。これは、ある傾角において転位配列が特殊な構造をとるためであり、粒界部に形成される高い応力場により粒界近傍への陽イオン空孔の集積が顕著となるためであると考えられる。ZnOについては粒界静電ポテンシャル障壁の障壁高さが粒界に偏析したPr量に依存して変化し、偏析量が多いほど高い障壁が形成されることが明らかとなった。

The mechanical properties of all kinds of materials are different, and the atoms in the grain boundary make the base metal to form the particle boundary. The purpose of this study is to use the characteristics of electronic devices used in the manufacture of electronic machines in the field of particles, such as SrTiO3, ZnO, and the characteristics of the electronic devices used in the production of electrons. Grain boundary quantum device design device design refers to the design of the system, the purpose of the device. The results show that the temperature of the high-temperature grain is very high, and the temperature is very high. There is a common combination between the characteristics of high-temperature machinery, the characteristics of high-temperature machinery, the characteristics of high-temperature machinery. This is the main reason why the small horn grain boundary is formed. The results show that the grain boundary segregation, the grain boundary segregation, the grain boundary strength, the grain boundary strength, the On the other hand, the electronic materials are responsible for the monitoring and control of the electrical properties of the electronic materials. There are special equipment in the field of grain boundary, which is close to the grain boundary, which is close to the grain boundary. there is a collection of empty holes. ZnO, grain boundary, barrier height, grain boundary segregation, Pr quantity dependence, segregation, high barrier, high barrier.