| 研究課題/領域番号 |
17H01336
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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 |
金属・資源生産工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
藤原 航三 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (70332517)
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| 研究分担者 |
前田 健作 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (40634564)
森戸 春彦 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (80463800)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
45,240千円 (直接経費: 34,800千円、間接経費: 10,440千円)
2019年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
2018年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2017年度: 27,690千円 (直接経費: 21,300千円、間接経費: 6,390千円)
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| キーワード | 融液成長 / 固液界面 / その場観察 / 半導体 / 金属 / 固液界面ダイナミクス / 結晶成長 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、半導体、金属、化合物など様々な物質・材料を対象に、融液からの結晶成長過程を直接観察することにより、結晶成長過程の固液界面で生じる様々な現象を解明することを目的とした。結晶成長ダイナミクスに及ぼす温度場の影響を実験的に明らかにするため、非接触で温度測定が可能な新たな実験装置の構築を行った。本実験装置を用いることで、単元素半導体（Si)、半金属（Sb)、金属（Cu)、混晶半導体（SiGe)、および、化合物半導体（GaSb)という多くの物質・材料の固液界面の観察に成功し、固液界面で生じる様々な現象を明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
多くの実用材料は融液からの一方向凝固によって作製されており、材料組織を精密に制御するためには、固液界面で生じる諸現象のメカニズムを正確に理解する必要がある。多くの物質・材料の融点は数100℃から1000℃以上と非常に高温であるため、固液界面の観察は困難であった。このことが融液成長メカニズムの本質的理解および結晶成長条件の真の最適化の妨げとなっていた。本研究では、固液界面の直接観察法を確立し、半導体材料、化合物半導体材料および金属材料の固液界面現象を直接観察することにより、多くの現象を明らかにした。本成果は、結晶成長の基礎学理および結晶成長技術の発展に寄与するものある。
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