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東北大、ダイヤモンドと窒化ホウ素の接合メカニズムを明らかに
2015年2月23日 16:18
![c-BN/ダイヤモンド境界面の、透過型顕微鏡による明視野像とSAED(a)[11-2]晶帯軸による明視野像。(b)[11-2]晶帯軸によるSAED像。(c)[111]晶帯軸による明視野像。(d)[111]晶帯軸によるSAED像。不整合を補填するために転位が導入され、六角形を形成している。スケールバーはともに15nm（物質・材料研究機構の発表資料より）](/files/general/2015022316164530a.jpg "c-BN/ダイヤモンド境界面の、透過型顕微鏡による明視野像とSAED(a)[11-2]晶帯軸による明視野像。(b)[11-2]晶帯軸によるSAED像。(c)[111]晶帯軸による明視野像。(d)[111]晶帯軸によるSAED像。不整合を補填するために転位が導入され、六角形を形成している。スケールバーはともに15nm（物質・材料研究機構の発表資料より）")
c-BN/ダイヤモンド境界面の、透過型顕微鏡による明視野像とSAED(a)[11-2]晶帯軸による明視野像。(b)[11-2]晶帯軸によるSAED像。(c)[111]晶帯軸による明視野像。(d)[111]晶帯軸によるSAED像。不整合を補填するために転位が導入され、六角形を形成している。スケールバーはともに15nm（物質・材料研究機構の発表資料より）[写真拡大]
東北大学の幾原雄一教授らによる研究グループは、最も硬い物質として知られるダイヤモンドと、ダイヤモンドの次に硬い立方晶窒化ホウ素同士の接合界面の原子構造や結合メカニズムを明らかにした。
同研究グループは、結晶中の格子欠陥である転位や粒界・界面を対象にして、その原子構造の解析や格子欠陥を制御した新機能材料の開発を続けてきた。
今回の研究では、原子分解能走査透過電子顕微鏡法の技術革新と第一原理による大規模な理論計算を併用することによって、ダイヤモンドと窒化ホウ素の接合界面では、炭素とホウ素が結合していることや、転位と呼ばれる欠陥が特徴的な構造をとっていることが分かった。
今後は、本研究成果がデバイス材料の特性向上や格子欠陥構造を活用した新規デバイスの設計、新機能材料の研究開発に繋がると期待されている。
なお、この内容は2月17日に「Nature Communications」オンライン版に掲載された。
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