【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.12】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24TU0218
利用課題名 / Title
イオン照射した鉄クロム合金の組織観察
利用した実施機関 / Support Institute
東北大学 / Tohoku Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials
キーワード / Keywords
核融合炉材料, ブランケット, イオン照射, エピタキシャル薄膜,電子顕微鏡/ Electronic microscope,電子回折/ Electron diffraction
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
鎌田 康寛
所属名 / Affiliation
岩手大学理工学部 物理・材料理工学科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
村上武
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
今野豊彦
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術補助/Technical Assistance（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
TU-504：超高分解能透過電子顕微鏡
TU-517：透過電子顕微鏡
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
核融合炉の炉壁ブランケットの候補材としてFe-Cr合金が挙げられる。運転中に炉壁に加わる電磁力の計算で、照射後の磁気特性値が必要となる。我々は高品位合金薄膜を作製してイオン照射を行い、合金の磁気特性に与える照射効果を調べている。本課題では、Fe-Cr合金をHeイオン照射した際の、キャビティ形成の様子を、高分解能電顕を用いて確かめることを目的としている。
実験 / Experimental
超高真空蒸着法でMgO(001)基板上に膜厚200nmのFe-10%Cr合金薄膜を成長させ、30keVで加速したHeイオンを室温で照射した。損傷量は20dpaで、照射したHeの大部分は薄膜内に残留することをSRIM計算で確認した。FIB加工で薄片を切り出し、JEM-ARM200FでSTEM-EDS観察を実施した。
結果と考察 / Results and Discussion
低倍率観察により、Fe-10%Cr合金の平坦な薄膜が作製できており、MgO(001)に対してBCC(001)面が45度回転してエピタキシャル成長していることを確認した。高倍率観察により、直径が数nmのキャビティが高密度で形成していることを、HAADF-STEM像およびEDS元素マップから確認した。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 He+照射したFe-10%Cr薄膜の断面STEM-EDS観察結果(a) HAADF像、(b) EDS Fe K マップ
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
本研究の一部は、科学研究費補助金（24K21745, 23H01890）、九州大学応用力学研究所共同研究課題（2024CR-FP-23）および東北大学金属材料研究所共同利用課題（202312-IRKMA-0029）により行われています。関係の皆様方に感謝いたします。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件