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Precise determination of vacancy defect concentration for the redefinition of the kilogram

精确测定空位缺陷浓度，重新定义千克

基本信息

批准号：
17K05112
负责人：
水島茂喜
金额：
$ 3.08万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

質量の単位「キログラム」をプランク定数などの基礎物理定数によって実現することを目指した研究が、各国の計量標準研究機関で実施されている。その一つが直径約94 mmのシリコン28単結晶球体の体積、モル質量、格子定数、酸化膜の厚さ、不純物濃度、原子空孔濃度を精密に計測し、キログラムを実現する方法である。研究代表者は、シリコン28単結晶中の原子空孔濃度の計測が、高精度なキログラムの実現において重要であると考えている。そこで、本研究では、質量の単位「キログラム」を基礎物理定数によって実現するために、電子スピン共鳴法を利用して、シリコン28単結晶中の原子空孔濃度を高精度で決定することを目指した。前年度までに、シリコン28単結晶試料の作製と電子スピン共鳴法による測定を実施した。シリコン28単結晶試料の作製は、試料の精密な切り出し、鏡面研磨、精密洗浄で構成される。測定により、シリコン28単結晶中の各種の原子空孔濃度が1×10^12 cm^－3未満であることを見出した。結果として、これらの原子空孔による必要な質量欠損補正量は、1 kgのシリコン28単結晶球体に対して0.4 μg未満であると推定した。更に、シリコン28単結晶中の原子空孔濃度の計測を高精度化するため、試料の作製方法の改良を試みた。電子スピン共鳴法による測定により、原子空孔による必要な質量欠損補正量は、1 kgのシリコン28単結晶球体に対して0.2 μg未満であると推定された。今年度は、これまでの測定結果の解析と結晶内の濃度分布の系統的な調査を実施した。2017年から2022年までの本研究期間における研究成果の発表は次の通りである。雑誌論文６件（内訳：国際誌３件、国際学会予稿集２件、国内学会予稿集１件）、学会発表３件（内訳：国際学会２件、国内学会１件）、図書１件（博士論文）。

In the field of quantitative research, the standard research institutions of various countries are responsible for the implementation of quantitative research. The diameter of the crystal spheroid is about 94 mm. The size of the crystal spheroid, the weight of the crystal, the lattice number, the thickness of the acidizing film, the temperature of the material, the degree of atomic voids, the precision of the calculation of atomic voids, and the accuracy of the method. In the research representative, the atomic void degree calculation, the high-precision measurement of the atomic void size, and the high-precision measurement of the atomic void in the results show that it is very important. In this study, the atomic voids were determined by the high-precision determination of the atomic void degree in the crystal of the electron microscope, this study, the determination of the target index of the atomic void in the crystal of the electron microscope, this study, the determination of the target index of the atomic void in the crystal of the electron microscope, the electron microscope and the electron microscope were used to determine the target index of the electron microscope. In the previous year, the results of the experiment and the results of the previous year were used to determine the performance of the equipment by means of the common method for the determination of environmental pollution. The quality of the raw material is made, the material is precisely cut, the surface is ground, and the precision washing is finished. All kinds of atomic void sizes of 1 × 10 ^ 12 cm ^-3 have not been measured in the temperature and temperature 28 crystals. Results the results show that the necessary amount of the atomic hole temperature is less than the positive quantity, 1 kg temperature 28%, and the temperature of the crystal sphere is 0.4 μ g. The precision of the atomic void size test and the improved test method of the material preparation method are used in the results of the experiment 28. The electron microscope common method is used to determine the temperature, the necessary amount of the atomic hole temperature is less than the positive value, the temperature of the crystal sphere is 0.2 μ g, the temperature of the crystal sphere is 0.2ug, and the temperature of the crystal sphere is 0.2ug. The results of this year's experiment show that the system of temperature distribution in the crystal is analyzed. In 2017, during the period of this study, the results of this study were published in the same table. There are 6 magazine articles (internal: 3 international journals, 2 international society contributions, 1 domestic society contribution), 3 journals (2 international societies, 1 domestic society), and 1 doctoral article.