タイトル

ナンバリングコード M3MTR-ABXT-2O-Lx2   科目ナンバリングについて
授業科目名 科目区分 時間割 対象年次及び学科
微細構造解析    
Microstructure Analysis
  後期 木1 1~2 工学研究科博士前期課程材料創造工学専攻
講義題目 水準・分野 DP・提供部局
対象学生・
特定プログラムとの対応
 
微細構造解析 (Microstructure Analysis)
M3MTR ABXT 2O
担当教員 授業形態 単位数 時間割コード
田中 康弘[Tanaka Yasuhiro] Lx 2 944030
DP・提供部局  
ABXT
 
授業形態  
Lx
 
関連授業科目  
 
履修推奨科目  
 
学習時間  
講義90分 × 15回 + 自学自習
 
授業の概要  
材料組織形態から機能発現の要因を探る微細組織の解析には、X線・電子線などの波と物質のさまざまな相互作用が利用されている。実験手段は、(1)結晶の原子配列や分布形態を解析する回折的・顕微鏡的手法、(2)元素組成や結合状態を解析する分光法、などがある。本講義ではX線や電子線を利用した結晶構造解析法、顕微鏡法、組成および状態分析を行う分光法の原理を理解するための物理、それぞれの実験手段の具体的な解析方法についてPowerPointで作成した資料を用いて講義する。
 
授業の目的  
材料の機能性は原子配列や結合様式と深く関係しており、作製方法、加工硬化、熱処理など様々な組織制御が欠かせない。量子効果が発現するナノプロセスでは、原子尺度での組織制御が求められる。材料の微視組織解析は材料開発・創製過程で必要不可欠の評価方法となっている。本講義では材料の微細構造解析に非常に有用な透過電子顕微鏡を中心にして、研究手段の物理的側面と解析方法の習得を目的とする。
 
到達目標  
1.結晶中の面や方向のミラー指数を理解する
2.実空間格子から逆格子を計算できる
3.散乱ベクトルと逆格子点が一致したときBragg条件を満足することを理解する
4.構造因子を計算できる
5.立方晶系の粉末X線チャートを解析できる
6.簡単な結晶系における逆格子点の消滅則と電子回折図形の関係を理解できる
7.透過電子顕微鏡像における回折コントラストの成り立ちを知る
8.高分解能像における位相コントラストの成り立ちを知る
9.分析電子顕微鏡における元素分析の原理と定量分析の限界を知る
 
学習・教育到達目標(工学部JABEE基準)  
a, b1
 
成績評価の方法と基準  
期末レポート25%と講義no中で課したレポート75%の評価により単位を認定する。
 
授業計画並びに授業及び学習の方法  
【授業計画】
第1回:結晶学(1):ブラベー格子、格子面と格子方向、ステレオ投影
第2回:結晶学(2):実格子と逆格子、回折条件
第3回:散乱理論(1):X線、電子線の散乱、Laue条件と逆格子ベクトル
第4回:散乱理論(2):各種結晶構造における構造因子
第5回:X線回折法(1):粉末X線回折法
第6回:X線回折法(2):結晶構造解析、格子定数の精密測定
第7回:電子顕微鏡法(1):透過電子顕微鏡の構造と顕微鏡法
第8回:電子顕微鏡法(2):電子線回折と回折像
第9回:電子顕微鏡法(3):動力学的回折理論(1)
第10回:電子顕微鏡法(4):格子欠陥の像コントラスト、弱ビーム暗視野法
第11回:電子顕微鏡法(5):動力学的回折理論(2)
第12回:高分解能電子顕微鏡法:高分解能電子顕微鏡像の結像理論
第13回:分析電子顕微鏡:X線エネルギー分光法(EDXS)、ローレンツ顕微鏡法
第14回:走査型電子顕微鏡と付属分析装置:SEM像の原理、電子線後方散乱回折
第15回:観察試料作製法:薄膜試料の作製法
 
教科書・参考書等  
講義内容に関する印刷物はその都度配布する。
参考書
「X線回折要論」 カリティ (松村源太郎 訳)(アグネ)
「X線構造解析」早稲田嘉夫・松原英一郎、(内田老鶴圃)
「結晶電子顕微鏡学」 坂 公恭、(内田老鶴圃)
「物質からの回折と結像」今野豊彦、(共立出版)
「高分解能電子顕微鏡」堀内繁雄、(共立出版)
 
オフィスアワー  
時間:水曜日 昼休み、午後6時以降
場所:工学部2号館8階2818室
 
履修上の注意・担当教員からのメッセージ  
電子顕微鏡で見えるコントラストは実は単純ではない。
研究で電子顕微鏡を使うことを考えている学生には受講を強く薦める。
 
参照ホームページ  
 
メールアドレス  
tanaka@eng.kagawa-u.ac.jp
 
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