• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

光学的手法による静磁場中での浮遊メルト結晶化潜熱放出過程のその場観察

研究課題

研究課題/領域番号 18760004
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 応用物性・結晶工学
研究機関東北大学

研究代表者

小畠 秀和  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (10400425)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2007年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2006年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード干渉計 / 融体 / その場観察 / メルト-ガス界面
研究概要

高温融体からのシリコン半導体単結晶育成プロセスでは、結晶化に伴い生じた潜熱の放出によって結晶の品質、形態が決定される。この結晶化潜熱は(1)放射、(2)メルト-結晶間の熱伝導、(3)雰囲気ガスへの熱伝導によって失われる。しかしメルトーガスへの熱伝導による熱損失は未だ定量化なされていない。これは融体からの輻射による熱輸送と雰囲気ガスへの熱伝導による熱輸送が区別できないことが原因のである。本研究ではこのガスへの熱放出過程を定量化することを、干渉計を用いて高温メルト近傍のガス温度・濃度を測定することで明らかにすることを目的としている。
干渉計による融体からガスへの熱損失を定量的に評価するためには、融体からの幅射による熱損失も明らかにする必要がある。そこで真空中でモジュレーションカロリメトリーを行い、輻射を支配するシリコン融体の放射率測定を行った。次にガス中でもモジュレーションカロリメトリーを行い、ガス中での"見掛けの放射率"を測定レた。この放射率と見掛けの放射率との差がガスへの熱伝達にとなる。この測定の結果、輻射による熱伝達により失われる熱の約0.5倍のエネルギーがガスへの熱伝達によって失われることが分かった。
干渉計を用いたその場観察によるガスへの熱伝達測定の定量化を試みたが、熱物性測定によって得られた熱損失量との比較の結果、干渉計による測定と一致しないことが分かった。これは、(1)対流が存在するため、融体周辺での定常的な温度場を仮定することができない。(2)干渉計測定による定量化ではその視野内で温度を規格化する点が必要であり、その精度によって値がずれるためである。今後、これら問題点を改良した測定を行う必要がある。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2007 2006

すべて 雑誌論文 (3件) 学会発表 (11件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Noncontact measurement of thermal conductivity of liquid silicon in a static magnetic field2007

    • 著者名/発表者名
      Hidekazu Kobatake et al.
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 90

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of Modulated Laser Calorimetry using a Solid Platinum Sphere as a Reference2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Fukuyama et al.
    • 雑誌名

      Measurement Science Technology 18

      ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Determination of thermal conductivity and emissivity of electromagnetically levitated high-temperature droplet based on the periodic laser-heating method : Theory2007

    • 著者名/発表者名
      Takao Tsukada et al.
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Mass Transfer 50

      ページ: 3054-3061

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 静磁場により対流を抑制した電磁浮遊ステンレス融体に対するレーザー周期加熱カロリメトリー2007

    • 著者名/発表者名
      高橋翔, 他
    • 学会等名
      第7回多元物質科学研究所研究発表会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-12-12
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 静磁場印加により対流を抑制した過冷却シリコン融体に対する非接触レーザー周期加熱カロリメトリー2007

    • 著者名/発表者名
      小畠秀和, 他
    • 学会等名
      第7回多元物質科学研究所研究発表会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-12-12
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Density measurement of silicon melt using electromagnetic levitation method under static magnetic fields2007

    • 著者名/発表者名
      M. Adachi.
    • 学会等名
      The Third International Symposium on Physical Science in Space
    • 発表場所
      Nara
    • 年月日
      2007-10-25
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 静磁場により対流を抑制した電磁浮遊SUS304融体に対する周期加熱レーザーカロリメトリー2007

    • 著者名/発表者名
      高橋翔, 他
    • 学会等名
      第28回 日本熱物性シンポジウム
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2007-10-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Noncontact Modulated Laser Calorimetry for Supercooled Liquid Silicon in a Static Magnetic Field2007

    • 著者名/発表者名
      H. Kobatake, et. al.
    • 学会等名
      The Third International Symposium on Physical Science in Space
    • 発表場所
      Nara
    • 年月日
      2007-10-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 静磁場で対流を抑制した過冷却シリコン融体に対する非接触レーザー周期加熱カロリメトリー2007

    • 著者名/発表者名
      小畠秀和, 他
    • 学会等名
      日本金属学会第141回秋期大会
    • 発表場所
      岐阜
    • 年月日
      2007-09-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 電磁浮遊法を用いた鉄鋼材料融体の密度測定2007

    • 著者名/発表者名
      青柳智勇, 他
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第154回秋季大会
    • 発表場所
      岐阜
    • 年月日
      2007-09-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Si融液密度の温度依存性2007

    • 著者名/発表者名
      安達正芳, 他
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第154回秋季大会
    • 発表場所
      岐阜
    • 年月日
      2007-09-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Noncontact Modulated Laser Calorimetry for Undercooled Liquid Silicon with Suppressed Convections2007

    • 著者名/発表者名
      H. Kobatake, et. al.
    • 学会等名
      8th Asian Thermophysical Properties Conference
    • 発表場所
      Fukuoka
    • 年月日
      2007-08-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Noncontact Modulated Laser Calorimetry for Liquid Stainless Steel with Suppressed Convections in a Static Magnetic Field2007

    • 著者名/発表者名
      K. Takahashi, et. al.
    • 学会等名
      8th Asian Thermophysical Properties Conference
    • 発表場所
      Fukuoka
    • 年月日
      2007-08-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 静磁場により対流を抑制した電磁浮遊SUS304融体に対する周期加熱レーザーカロリメトリー2007

    • 著者名/発表者名
      高橋翔, 他
    • 学会等名
      資源・素材学会 東北支部 春季大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-06-08
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] 高温融体導電材料の熱物性測定方法及び測定装置2006

    • 発明者名
      福山博之, 小島秀和, 塚田隆夫, 淡路 智
    • 権利者名
      福山博之, 小島秀和, 塚田隆夫, 淡路 智
    • 出願年月日
      2006-06-29
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

URL: 

公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi