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電子線照射用試料 (β-LiAl) の 育成とその電気的特性の測定

電子線照射用試料 (β-LiAl) の 育成とその電気的特性の測定. 矢萩・橋本研究室 工 E11002 阿部 信介. http://www.aomori-u.ac.jp/staff/yahagi/lab/elec.html. 目的. β-LiAl の結晶を育成するための電気炉を製作する。 今まで使用してきた電気炉の改良を行う。 電子線照射実験で使用する β-LiAl の結晶を育成し、結晶の電気的特性を測定する。. β-LiAl の結晶に電子線を照射して格子欠陥を意図的に作り出しながら、電気抵抗率を測定して、特性の変化を計測する実験である 。. 電子線照射実験とは.

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電子線照射用試料 (β-LiAl) の 育成とその電気的特性の測定

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  1. 電子線照射用試料(β-LiAl)の育成とその電気的特性の測定電子線照射用試料(β-LiAl)の育成とその電気的特性の測定 矢萩・橋本研究室 工E11002 阿部 信介 http://www.aomori-u.ac.jp/staff/yahagi/lab/elec.html

  2. 目的 • β-LiAlの結晶を育成するための電気炉を製作する。 • 今まで使用してきた電気炉の改良を行う。 • 電子線照射実験で使用するβ-LiAlの結晶を育成し、結晶の電気的特性を測定する。

  3. β-LiAlの結晶に電子線を照射して格子欠陥を意図的に作り出しながら、電気抵抗率を測定して、特性の変化を計測する実験である。β-LiAlの結晶に電子線を照射して格子欠陥を意図的に作り出しながら、電気抵抗率を測定して、特性の変化を計測する実験である。 電子線照射実験とは

  4. LiLi AlAl 格子欠陥とは β-LiAlの構造図（二次元）

  5. Li原子空孔 VLi LiLi AlAl

  6. 置換型格子欠陥 LiAl LiLi AlAl

  7. 複合型格子欠陥 VLiーLiAl LiLi AlAl

  8. 三種類が混在 置換型格子欠陥が多い Li原子空孔が多い

  9. 実験のねらい e- 電子線を複合型格子欠陥のLiAlに照射する。

  10. VAl LiAlがはじき飛ばされてAl原子空孔(VAl)が出来る。

  11. 実験の流れ • 結晶育成用電気炉の製作 • 旧来の電気炉の改良 • β-LiAlのX線回折を行う • β-LiAlの電気抵抗率の測定を行う

  12. 電気炉の製作 今までの真空装置では真空度が良くないのでβ-LiAlの結晶を作ることが出来なかったため、新しい電気炉を製作する。

  13. 製作した電気炉

  14. 旧来の電気炉の改良 今まで使用してきた電気炉は真空度が悪く、 Arガスが古い物なので、新しい真空ポンプを取り付け、Arガスを新しい物にした。

  15. 結晶の育成 • LiとAlが、1:1 になるように計量する。 • Ta製の坩堝に入れ、電気炉内にセットした後、真空装置内に電気炉をセットする。 • 真空装置内を真空に引いた後、Arガスを入れる。 • 温度コントローラに温度プログラムを組んで、そのプログラムで結晶を育成する。

  16. 温度プログラム

  17. 育成した結晶

  18. 試料の特性測定 • X線回折 X線回折装置にスライスした結晶か粉末状にした結晶をセットして実験を行う。 X線回折では、回折線の回折角から格子定数が解る。 • 電気抵抗率の測定 電気抵抗率は Van der Pauw 法を用いて測定を 行う。この方法を用いれば結晶の形状に影響 されずに測定することが出来る。 真空に引いた装置内を9K近くまで冷却した後、 徐々に温度を上げていきながら測定する。

  19. θ θ θ θ d dsinθ 　等距離の原子面によるBraggのX線反射 X線回折 結晶にX線を照射すると、反射されるが、位相が合わないと打ち消し合って反射波が観測されない。位相が合えば反射波が観測される。位相が合うと言うことは、その分の行路差が生まれるわけで、行路差はブラッグの式で求められる。

  20. X線の波長が解っているので、ブラッグの式から、面間隔dを求めることが出来る。X線の波長が解っているので、ブラッグの式から、面間隔dを求めることが出来る。 dが求められたらASTMカードからミラー指数（hkl） を求めて、格子定数を求める以下の式に代入する。

  21. 出力した波形

  22. 測定結果

  23. 測定結果

  24. 電気抵抗率の測定 時間が足りず、電気抵抗率の測定までには至らなかった。

  25. 実験結果 • 新しく製作した電気炉では結晶が噴出してしまいうまく結晶を作ることが出来なかった。 • 改良した電気炉では結晶が噴出することもなく、金属光沢のある綺麗な結晶が育成できた。 • Ｘ線回折より、Li濃度が高くなると格子定数が大きくなることが確認できた。 • 電気抵抗率の測定が出来なかったので、今後の課題としたい。

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