1999 Fiscal Year Annual Research Report
人工相分離組織を有する2層膜の組織変化とパターン形成
Project/Area Number |
11123217
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Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
Principal Investigator |
土井 稔 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (60135308)
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Keywords | 2層膜 / 微細組織 / 非晶質 / 結晶化 / 非平衡 / 非線形 / 計算機実験 / パターン |
Research Abstract |
本研究は、金属元素(Ag,Al)と半導体元素(Ge,Si)からなる相分離型2元合金系を対象として,人工的な2相分離組織を有する非平衡2層膜を熱処理した際に生じる組織変化と組織が示すパターン変化を,各種キャラクタリゼーション法を駆使した実験および計算機シミュレーションによる理論解析により追究したものである。得られた研究成果は以下のようにまとめられる。 1)Ag/Ge,Al/Ge,Ag/SiおよびAl/Si系の2層膜においては,GeおよびSi層は非晶質で,熱処理によって結晶化(Metal-Mediated Crystallization;MMC)が起きる。 2)MMCの進行に伴い2層膜表面にGeあるいはSiの結晶性クラスターが現われる。 3)結晶性クラスターの描くパターンは,拡散律速凝集(Diffusion-Limited Aggregation ; DLA)や粘性指(Viscous Fingering)などのフラクタル状,デンドライト状など,様々な形態を示す。 4)上記の多様なパターンの出現には,合金系,2層膜の作製方法,熱処理温度,各層の厚さ,2層の厚さの比,表面側金属層の結晶粒度,基板からの拘束,などの因子が関係している。 5)結晶性クラスターの形態変化つまりパターン変化は,平衡から離れた非線形・非平衡系における変化であり,上記諸因子の僅かな違いが,大きなパターンの違いを生むことが多い。 6)パターンの変化は,Phase Field法に基づく計算機シミュレーションによって理論的に再現することができる。
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Research Products
(3 results)
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[Publications] M. Doi: "Pattern evolution of crystalline aggregates of Ge or Si during annealing of Ag/Ge, Al/Ge and Al/Si bilayer films"Slow Dynamics in Complex Systems. 285-286 (1999)
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[Publications] M. Doi: "Microstructure changes during annealing of Af/amorphous-Si and Al/amorphous-Si bilayer films deposited on SiO_2 substrate"Proc. Int. Conf. on Solid-Solid Phase Transformations '99. 1329-1332 (1999)
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[Publications] Y. Enomoto: "Simulation of the pattern evolution of Si-aggregates on the surface of Ag/Si bilayer films"Comput. Mater. Sci.. 14. 277-282 (1999)