| 研究課題/領域番号 |
17360002
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
応用物性・結晶工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
宇田 聡 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (90361170)
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| 研究分担者 |
黄 新明 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (80375104)
黄 晋二 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (50323663)
志村 玲子 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (90420009)
藤原 航三 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (70332517)
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2007
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| 研究課題ステータス |
完了 (2007年度)
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| 配分額 *注記 |
12,640千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 540千円)
2007年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2006年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2005年度: 8,000千円 (直接経費: 8,000千円)
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| キーワード | 結晶成長 / 結晶工学 / 相平衡 / 電場印加 / ランガサイト / 化学ポテンシャル / 電気二重層 / 浮遊帯溶融炉 / 浮遊溶融帯 |
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| 研究概要 |
[研究の目的]外部電場印加を用いた相平衡関係の操作により、異相析出の無いコングルエント状態でランガサイト(La_3Ga_5SiO_<14>:LGS)のバルク単結晶を育成する技術の確立を目標とした。
[研究の成果]
1.外部電場印加により融液及び固相の化学ポテンシャルに静電エネルギー項が付加され、固液相平衡関係が新しい組成・温度条件のもとで成り立つ。これを利用し、非コングルエント性のLGSをコングルエント化することに成功した。なお、LGS近傍の組成で誘電率の値がLa-richに向かい上昇することがこの変換の必要条件となる。
2.上記の非コングルエント性LGSのコングルエント化には、実験では、600V/cmの外部電場により実現されるが、解析の結果、実効電場として10^4-10^5V/cmの電場が必要であり、この巨大電場は、融液と白金容器の境界や固液界面近傍に形成されるnmオーダーの電気二重層に存在すると考えられる。
3.外部電場印加機構を取り付けた浮遊帯溶融炉を開発し、600V/cmの電場印加下でLGS組成の融液から異相を含まずに10mm径のLGSの単結晶を直接育成することができた。
4.液相+211相(Y_2BaCuO_5)の包晶反応によるYBCO123相(YBa_2Cu_3O_<7-x>)の成長ダイナミクスに対し、外部電場の及ぼす影響を検討した。211の溶解活性化エネルギーの減少が見られ溶解速度が上昇した。電気的導体の溶液内には電場はほとんど存在せず、イオン性溶質の輸送の電場による影響は見られない。核形成においては、臨界エネルギーが増大し、7℃の過冷却増大が観察された。一方、付着キネティクスの大きさには、あまり電場の影響が見られていない。
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