Moessbauer study of iron in -silicon nitride; Effects of heat treatment and -irradiation

-SiN中の鉄の状態のメスバウアー効果による研究; 熱処理およびガンマ線照射による影響

佐藤 好毅; 元井 操一郎*

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SiNは核的および工業的分野で広い応用面をもつ物質として近年頓に注目されている。この物質の物理化学的性質は微量の鉄の存在によって大きく左右される。この鉄の状態については前に報告したが、なお未解決の問題が残されており、また、この物質の熱処理及び放射線照射による格子欠陥の研究は今日まで殆んど行なわれていない。そこで改めて種々の条件下でメスバウアー効果の測定を行った。その結果、鉄は結晶中で3価の他に2価としても存在すること、それらのスペクトルは顕著な時効を示し、高温加熱および線照射にたいしてある臨界値で急激に変化すること、この臨界値は鉄の含有量によって変ること、鉄の含有量の多いSiNほど耐熱性、耐放射線性が著しく増加することが見出された。これらの事実はSi空孔の生成消滅とSi-N結合の破断と回復とによって説明される。また、鉄を再度ドープしたとき、ドープ前の鉄の状態に対応して異なる合金、イオン、鉄微粒子が結晶内外に形成されることが観測された。

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