報告書番号

T97010

タイトル（和文）

電子エネルギー損失分光法による格子ひずみの定量測定

タイトル（英文）

QUANTITATIVE MEASUREMENT OF LATTICE DISTORTION BY EELS

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

電界放出型透過電子顕微鏡を用いた電子エネルギー損失分光（ＥＥＬＳ）法によりこれまで測定できなかったナノメートルオーダー領域中に存在する格子ひずみの評価が可能となった。まずＥＥＬＳスペクトル中のプラズモンロスピークから格子ひずみが評価できることを格子ひずみ現象の例であるアルミニウムの熱膨張に着目し，その線膨張係数を評価して確認した。つぎに本手法を部分安定化ジルコニア／アルミナ界面に適用した。界面近傍から約２ｎｍファイの電子線プローブを用いてＥＥＬＳスペクトルを測定した。プラズモンロスエネルギーは界面までの距離が約１０ｎｍまで近づくと連続的に変化した。この結果から界面に近づくにつれて部分安定化ジルコニアの原子間距離は徐々に増加を，アルミナのそれは徐々に減少していることがわかった。これは結晶構造の異なる物質が接合する際生じる格子ひずみの結果と考えられ，高分解能電子顕微鏡像からもこのことを確認した。

概要 （英文）

WE QUANTITATIVELY EVALUATED THE LATTICE DISTORTION IN A NANO-SCALE REGION USING AN ELECTRON ENERGY-LOSS SPECTROSCOPE (EELS) AND A FIELD-EMISSION ELECTRON MICROSCOPE (FE-TEM). THE POSITION OF A PLASMON-LOSS PEAK IN EELS SPECTRA IS SENSITIVE TO CHANGES IN THEINTERATOMIC DISTANCE: THEREFORE WE CAN EVALUATE LATTICE DISTORTION BY MEASURING PLASMON LOSS ENERGY. SINCE THE THERMAL EXPANSION OF SOLIDS ISA LATTICE DISTORTION PHENOMENON, WE WERE ABLE TO MEASURE THE THERMAL EXPANSION COEFFICIENT OF AL USING THIS TECHNIQUE. THE MEASURED VALUE WASIN GOOD AGREEMENT WITH THE REPORTED ONE; THIS RESULT CONFIRMED THE VALIDITY OF THE TECHNIQUE. EELS SPECTRA RECORDED BY STEPPING AN INCIDENT ELECTRON PROBE OF 2-NM PHI AT 5-NM INTERVALS ACROSS AN INTERFACE OF CUBIC PARTIALLY-STABILIZED ZIRCONIA WITH YTTRIA (PSZ)/AL2O3 SHOWED CONTINUOUS CHANGES IN PLASMON LOSS ENERGY. SUCH CHANGES INDICATE THAT THE INTERATOMIC DISTANCE OF PSZ INCREASED AND THAT OF AL2O3 DECREASED AS THE PROBE POSITION APPROACHED THE INTERFACE. THIS RESULT CAN BE INTERPRETED IN TERMS OF THE LATTICE DISTORTION THAT OCCURS WHEN TWO MATERIALS WITH DIFFERENT LATTICE PARAMETERS ARE IN CONTACT. THE RESULT WAS SUPPORTED BYHIGH-RESOLUTION ELECTRON-MICROSCOPE IMAGES.

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