【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.15】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24NU0043
利用課題名 / Title
ZnS結晶の変形特性評価
利用した実施機関 / Support Institute
名古屋大学 / Nagoya Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
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）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
セラミックスデバイス/ Ceramic device,電子顕微鏡/ Electronic microscope,電子回折/ Electron diffraction,エレクトロデバイス/ Electronic device,電子分光/ Electron spectroscopy
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)
松永 克志
所属名 / Affiliation
名古屋大学 大学院工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
小椋優
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
樋口公孝
利用形態 / Support Type
（主 / Main）共同研究/Joint Research（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
一般に，無機半導体結晶は，強固な化学結合と複雑な結晶構造のために，室温において脆く壊れやすい材料であるとされている．しかしながら，近年，II-VI族化合物半導体の1つである閃亜鉛鉱型硫化亜鉛（ZnS）単結晶において，周囲の光環境がその結晶塑性を大きく変化させることが明らかとなった．ZnS単結晶は，室内灯のような光のある環境下では従来から知られているような脆性的な挙動を示す一方で，完全な暗黒環境下におくことで室温でも金属材料のような延性的な大変形が可能である．第一原理を用いた理論解析から，ZnS結晶中の転位は光励起キャリアと相互作用し，その結果として運動性を失うために光環境下において脆性化すると推察された．対して，暗室環境下であれば無機半導体結晶であるにもかかわらず転位運動が容易であると考えられる．したがって，ZnS多結晶においても暗室環境下であれば延性的な挙動を示す可能性があるが，光環境がその変形特性に及ぼす影響についてはこれまで注視されていない．そこで本課題では，ZnS多結晶について暗室環境下における変形挙動評価を実施した．
実験 / Experimental
ZnS多結晶について，23℃の暗室環境下において一定ひずみ速度の一軸圧縮変形試験を実施した．変形後の結晶について，電子顕微鏡用試料を作製した．電子顕微鏡用試料の作製にあたり，共通設備（Dimple grinder, PIPS II）を使用した．作製した電子顕微鏡用試料について反応科学超高圧走査透過電子顕微鏡（JEM-1000K RS）を用いて内部組織の観察を実施した．
結果と考察 / Results and Discussion
圧縮試験の結果，約90MPaで降伏した後，加工硬化を伴って塑性変形し，約6%で破壊に至った．ひずみ量約5%まで変形後の試料について電子顕微鏡を用いて内部組織観察を行ったところ，結晶粒内において多数の転位が存在していることが確認された．ZnS多結晶において，転位の運動が生じている可能性が示唆された．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
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