• β-FeSi2 、 MnSi1.7+ δなどのSi 組成に富む金属シリサイドは、耐酸化・耐熱性に優れた熱電変換材料が多い。これら金属シリサイドの合成には、原料金属とSiを融解して反応させるアーク溶解法や、ホットプレス法などの高温や高圧を必要とする合成法が使用されてきた。本研究では、金属の圧粉成型体をNaとともに加熱することで、β -FeSi2 やMnSi1.7+ δの熱電変換シリサイドのバルク体を、一度の加熱プロセスで合成することに成功した。具体的にはAr雰囲気を満たした容器内で、FeまたはMn の圧粉成型体をSi 粉末と少量のNaとともに800 ? 900℃で12 ? 24 h 加熱することで、β -FeSi2 やMnSi1.7+ δのバルク体を得ることができる。 Naは大気中でアルコールと反応させることで、アルコキシドとして安全に生成物から除去することができる。また原理的には、Na の高い蒸気圧を利用して加熱して蒸発除去を行い、そのNaを回収して再利用することも可能である。この技術を産業界で活用したい企業や団体との共同研究を希望する。

• 炭化ケイ素（SiC） の合成は、一般に1200 ℃ を超える高温条件下で行われる。研究者らは、Si+C →SiC の反応において、ナトリウム（Na）を利用することで、β型立方晶系のSiCが700℃で合成できることを見出した。この合成法で、数ナノメートルの粒径を有する微粉末や、原料圧粉成型体の形状を保持した多孔体、図に示すような生体由来の組織を維持した多孔体が得られた。

作製されるSiC 多孔体は、高温ガスまたは融液のフィルターや触媒担体、軽量構造材料などに利用できる可能性がある。

• 本弾性定数計測手法は、任意の弾性定数を入力値に用いて共鳴振動解析を行い、振動実験から得られた共鳴振動数と各振動様式が解析結果と一致する入力弾性定数を逆解析的に求める手法です。材料種、材料形態および計測環境の制約を伴わない計測手法の構築を目指しており、金属材料・セラミックス材料・高分子材料・複合材料、顕微鏡サイズ材料・薄膜材料・異種接合材料および高温環境下なども研究対象としています。

本研究を発展させるためには、企業の課題と我々の課題との間のギャップを埋める必要があり、知識の相互補完なしでは目的を達成することができない研究開発テーマです。是非、抱えている課題や困難をお教えください。

• 高信頼性原子力発電所の実現に向けた保全技術の開発のため、検査・評価技術の高度化及び検査員の技能研鑽のためには適切な試験体の存在が不可欠である。しかし、人為的に実キズ、特に応力腐食割れのような複雑なキズを再現するためには長い期間と多額の費用が必要であり、かつ制御が極めて困難という問題がある。このような問題を鑑み、非破壊検査技術に対する応答が実キズ相当である模擬キズを安価かつ短期間に製作する技術の開発を行っている。

非破壊検査技術に対する応答が実キズ相当である試験体の安価な提供が可能となり、検査・評価技術の高度化、及び検査員の技能研鑽に大きく貢献することが期待される。

• 融液からの結晶成長技術を利用した新規の機能性結晶材料を開発することを特徴とした研究を行っている。具体的には、シンチレータ材料・光学材料・圧電材料・熱電材料・金属材料を対象物質として研究を行っている。さらに、独自の結晶成長技術を用いた新規機能性材料のバルク単結晶化や難加工性金属合金の線材化技術などを開発している。

シンチレータや圧電素子等の単結晶が利用されている検出器や光デバイス、電子機器向けの新規材料探索や材料の高品質化に貢献できる。さらに、融液の直接線材化技術を用いた様々な難加工性合金の細線化が可能である。

• 放射線や光、熱、圧力等の外部からのエネルギーと結晶との相互作用に興味を持ち、㈰化学と物理の両面からの材料設計、㈪合成プロセスの開発、㈫相互作用の評価と理解、の3 つの切り口から先駆的な機能性結晶の研究を進めています。研究室内で異分野融合を行っており、要素技術の上流から下流までを垂直統合する体制で取り組んでいます。優れた特性を持つ結晶に関しては、そのデバイス化、実機搭載にも主体的に関わる点も特徴です。

シンチレータは、核医学、セキュリティ、核融合、資源探査、宇宙物理等、に用いる放射線検出器に応用されます。高発光量、高速応答、長波長発光、高エネルギー分解能、高温域での安定性など、ユーザーのニーズに合わせた材料設計が可能です。また、ランガサイト型圧電結晶は室温近傍の温度特性と低インピーダンスである特性を利用して、振動子、発振器、音叉等への応用も考えられております。また、高温域での特性に注目し、特に、自動車の燃焼圧センサー等への応用も検討されております。

格子欠陥定量解析法として極めて高い計測精度を誇るウィークビーム走査透過電子顕微鏡（WB-STEM）法の中で放射化試料・核燃試料の微細組織（転位および照射欠陥集合体など）を定量解析する技術を開発しました。
カートリッジ式の加熱炉の温度計測と電流制御を完全自動化した専用の加熱試料ホルダーとの組み合わせで、高い信頼性の温度履歴と一緒に転位組織の変化を動的にその場計測できます。

従来TEM法では逆空間や転位論などの専門知識を必要としましたが、我々のWB-STEM法では膜厚計測や転位ループ特徴抽出など自動解析ソフトウェアを実装しており、簡便かつ高精度な照射欠陥分析ができます。

• WB-STEM法は、その設計当初から原子力材料を取り扱う放射線管理区域内での、実装とオンサイト修理を想定して特殊孔径絞りや回折ディスク選択装置、制御・解析ソフトウェアを開発しています。
• 欧州炉RPV監視試験片、米国研究炉中性子照射材など世界中の放射化試料の照射欠陥分析を受け入れています。
• 廃炉事業に鉄含有核燃料模擬デブリの性状分析にも活用されています。

現在、透過電子顕微鏡を用いて組織観察を実施している研究組織が新たに特殊改造によってWB-STEM法を導入することをサポートをします。透過電子顕微鏡の使用実績の無い研究者に転位分析の手順を指導します。