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結晶欠陥の物理
Physics of Crystal Defects

東京大学名誉教授　工博　前田康二・
東京大学名誉教授　理博　竹内　伸 共著

Ａ５判／228頁／定価3780円（本体3500円＋税8％）／2011年6月発行
ISBN 978-4-7853-2917-4　 C3042

　拡散や塑性変形のような現象を理解し，それを意図的に制御するためには，「結晶欠陥」の性質に関する基礎的な知識が不可欠である．また， 結晶欠陥には，物質を問わずそのベースになる「物理」に共通したものが極めて多く，しかも物質による物性の違いは同じ結晶欠陥の物理的な性質が「量的に違う」ことによって生ずることも多い．
　本著は，“結晶欠陥の物理”を，特定の物質に限らずになるべく広い視野から眺め，物質科学を学ぶ学生や物質の研究に携わる研究者に役立つことを願って解説したものである．

サポート情報

目次 （章タイトル）　　→ 詳細目次

1．結晶欠陥の種類
2．点欠陥の形成エネルギーと熱平衡濃度
3．点欠陥の移動と拡散現象　
4．点欠陥の物性
5．転位と塑性
6．面欠陥と物性

詳細目次　　→

はじめに （pdfファイル）

1．結晶欠陥の種類
　1.1　点欠陥　　2
　1.2　転位　　5
　1.3　面欠陥　　7
　1.4　３次元欠陥　　9

2．点欠陥の形成エネルギーと熱平衡濃度
　2.1　熱平衡で存在する点欠陥　　11
　2.2　点欠陥の形成エネルギー　　14
　　2.2.1　形成エネルギーの定義　　14
　　2.2.2　ボンドモデルによる形成エネルギーの評価　　15
　　2.2.3　有効原子モデル（埋め込み原子モデル）　　17
　　2.2.4　電子論的計算　　20
　　2.2.5　エントロピー因子　　24
　　2.2.6　金属結晶中の自己格子間原子の熱平衡濃度　　26
　　2.2.7　純粋なイオン結晶中の点欠陥濃度　　26
　2.3　点欠陥の化学平衡濃度　　31
　　2.3.1　複合欠陥の熱平衡濃度　　33
　　2.3.2　雰囲気処理による点欠陥濃度の制御　　34
　　2.3.3　多価不純物添加によるイオン結晶中への点欠陥導入　　37
　　2.3.4　ドープされた半導体中の点欠陥濃度　　39
　2.4　点欠陥の形成エネルギーの測定　　41
　　2.4.1　Differential Dilatometry（シモンズ‐バルフィの方法）　　41
　　2.4.2　抵抗率測定　　45
　　2.4.3　陽電子消滅法　　47
　　2.4.4　蓄積エネルギー放出法　　48
　参考文献　　51

3．点欠陥の移動と拡散現象　
　3.1　ランダムウォークと拡散　　53
　3.2　拡散の微視的機構　　56
　　3.2.1　格子間機構　　58
　　3.2.2　空孔機構　　59
　　3.2.3　準格子間機構　　68
　3.3　拡散パラメータの測定法　　71
　　3.3.1　濃度プロファイル測定　　71
　　3.3.2　イオン伝導法　　73
　　3.3.3　回復法　　76
　　3.3.4　緩和法　　80
　　3.3.5　その他の方法　　81
　参考文献　　82

4．点欠陥の物性
　4.1　点欠陥の原子構造と物性　　84
　　4.1.1　点欠陥の周りの歪み場　　84
　　4.1.2　歪み場の測定と欠陥構造の同定　　89
　4.2　点欠陥の振動状態　　94
　　4.2.1　局在モードと共鳴モード　　94
　　4.2.2　欠陥振動の観測　　95
　4.3　点欠陥の電子状態　　97
　　4.3.1　キャリア散乱中心　　97
　　4.3.2　ギャップ準位　　99
　　4.3.3　電子格子相互作用　　102
　参考文献　　118

5．転位と塑性
　5.1　転位の種類　　120
　5.2　転位の歪み場，転位にはたらく力　　127
　5.3　転位の運動障害　　132
　　5.3.1　転位の運動方程式　　132
　　5.3.2　パイエルス・ポテンシャル　　135
　　5.3.3　固溶原子　　138
　　5.3.4　析出・分散粒子　　141
　　5.3.5　他の転位　　144
　5.4　結晶の塑性変形　　148
　　5.4.1　様々な変形機構　　148
　　5.4.2　すべり変形と降伏　　150
　5.5　結晶の強度　　158
　　5.5.1　析出・分散硬化　　158
　　5.5.2　固溶体硬化　　159
　　5.5.3　パイエルス機構　　164
　　5.5.4　熱活性化解析　　170
　　5.5.5　各種結晶の塑性　　172
　参考文献　　176

6．面欠陥と物性
　6.1　結晶粒界　　178
　　6.1.1　粒界モデル　　178
　　6.1.2　粒界が関与する原子過程　　189
　　6.1.3　機能性粒界　　190
　6.2　積層欠陥と逆位相境界　　191
　6.3　整合界面の歪みとミスフィット転位　　195
　参考文献　　199

付録A　振動エントロピー　　201
付録B　アレニウスの式　　204
付録C　実験手法　　209
索引　　213

前田 康二
まえだ こうじ
1948年 東京都出身．東京大学工学部卒業，東京大学大学院博士課程修了．東京大学助手・講師・助教授・教授，北海道職業能力開発大学校校長等を歴任．主な著書に『走査プローブ顕微鏡』（共著，共立出版）などがある．

竹内　伸
たけうち しん
1935年 東京都出身．東京大学理学部卒業．科学技術庁金属材料研究所研究員，東京大学物性研究所助教授・教授・所長，東京理科大学教授・学長等を歴任．東京理科大学名誉教授．主な著書に『結晶塑性論』（内田老鶴圃），『準結晶の物理』（共著，朝倉書店），『実物でたどるコンピュータの歴史』（東京理科大学出版センター）などがある．

（情報は初版刊行時のものから一部修正しています）

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結晶成長


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