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完全無容器処理による球状高品質バルク酸化物単結晶の超高速育成に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16656207
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 無機材料・物性
研究機関独立行政法人宇宙航空研究開発機構

研究代表者

荒井 康智  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部, 主任研究員 (90371145)

研究分担者 余野 建定  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部, 主任研究員 (40358750)
石川 毅彦  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部, 助教授 (00371138)
依田 眞一  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部, 教授 (00344276)
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2006年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2005年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2004年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワードガス浮遊法 / サファイア単結晶 / 球状単結晶 / 無容器法
研究概要

1.昨年から実施していたアルミナ(Al_2O_3)研磨は,コロイダルシリカ程度の研磨では十分ではなく,沸騰硝酸等のケミカルな研磨手法が必要である.JAXAではこれを安全に実施する検討をしたが,実験は準備中のままである.
2.アルミナに不純物として酸化クロムCr2O3を添加した結晶の合成に成功した.出来た結晶は薄い赤色をしており,現在添加量の同定方法を検討中である.この結晶を合成する際に,かなり酸化クロムが蒸発し,結晶直上にあるチャンバー窓に粉末が付着した.この粉末はレーザーを吸収するため,放置すると窓を破損する危険がある.これを解決するため,加圧式ガス浮遊を立ち上げた.
加圧式ガス浮遊炉は,ガス流量調整器の設置位置をチャンバーへのガス導入側でなく,ガス排出側に設置した.これにより,チャンバー内圧力はガスボンベのレギュレーター2次圧にて容易に制御する事が出来,ガス流量は排気側の調整器で制御する事が出来た.また,試料の浮遊状態も常圧式と変わらず安定していた.しかし,排気側には試料から蒸発した粉末などが流入し,流量調整器の制御が利かなくなる不具合が発生した.これは配管中にフィルタを詰めるなどで対応をしている.
また,不純物の蒸発がないアルミナとイットリア(Y203)の混合物であるガーネット結晶Y3Al5012についても単結晶合成を試み,結晶の合成が出来た.本結晶は透明ではあるが,単一グレインの単結晶ではなく複数のグレインが目視でも確認できる程度のクオリティである.
今後本研究で得られた成果を学会にて報告する予定である.

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (1件)

すべて 2004

すべて 雑誌論文 (1件)

  • [雑誌論文] Spherical sapphire single-crystal synthesis by aerodynamic levitation with high growth rate2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Arai, T.Aoyama, S.Yoda
    • 雑誌名

      Review of scientific instruments 75,7

      ページ: 2262-2262

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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