結晶育成時の融液中への異種元素微量添加による結晶欠陥低減機構の解明

• 研究課題/領域番号: 20550173
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機工業材料
• 研究機関: 山梨大学
• 研究代表者: 綿打 敏司 山梨大学, 大学院・医学工学総合研究部, 准教授 (30293442)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2010年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2009年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2008年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 結晶・多結晶材料 / ルチル単結晶 / 界面形状 / エッチピット密度 / 酸化チタン(ルチル) / 単結晶 / 浮遊帯域溶融法 / 不純物効果 / 結晶欠陥 / 欠陥評価 / エッチピット / 固液界面形状 / 光透過率

研究概要

研究代表者が見出したルチル単結晶の育成時における特異な異種元素添加効果の解明を目指して、ルチル単結晶の結晶欠陥を詳細に調べた。融液に添加した異種元素は数ppm程度のわずかではあるが、結晶中にあることがわかった。エッチピット密度を調べると結晶中心部で低く、周辺部で高いことが分かった。この分布も異種元素を添加すると～10^5/cm^2から～10^4/cm^2減少することを見出した。また、このエッチピット密度は結晶成長時の固液界面形状によっても大きく変化することを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Isao Tanaka “Effects of the diameter of rutile (TiO2) single crystals grown using tilting-mirror-type infrared heating image furnace on solid-liquid interface and etch pit density" (2011)
  • 著者名/発表者名: Md.Abdur Razzaque Sarker, Satoshi Watauchi, Masanori Nagao, Takashi Watanabe, Isamu Shindo
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth Vol.317 ページ: 135-138
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of the diameter of rutile (TiO_2) single crystals grown using tilting-mirror-type infrared heating image furnace on solid-liquid interface and etch pit density (2011)
  • 著者名/発表者名: Md.A.R.Sarker
  • 雑誌名: Journal of Crysta1 Growth 巻: 317 ページ: 135-138
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isao Tanaka “Reduced Etch Pit Density of Rutile (TiO2) Single Crystals by Growth Using a Tilting-Mirror-Type Infrared Heating Image Furnace" (2010)
  • 著者名/発表者名: Md.Abdur Razzaque Sarker, Satoshi Watauchi, Masanori Nagao, Takashi Watanabe, Isamu Shindo
  • 雑誌名: Crystal Growth & Design Vol.10 ページ: 3929-3930
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isao Tanaka “Effects of tilting mirrors on the solid-liquid interface during floating zone growth using tilting-mirror-type infrared-heating image furnace" (2010)
  • 著者名/発表者名: Md.Abdur Razzaque Sarker, Satoshi Watauchi, Masanori Nagao, Takashi Watanabe, Isamu Shindo
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth Vol.312, Issues 12-13 ページ: 2008-2011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduced Etch Pit Density of Rutile (TiO_2) Single Crystals by Growth Using a Tilting-Mirror-Type Infrared Heating Image Furnace (2010)
  • 著者名/発表者名: Md.A.R.Sarker
  • 雑誌名: Crystal Growth and Design 巻: 10 ページ: 3929-3930
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of tilting mirrors on the solid-liquid interface during floating zone growth using tiltig-mirror-type infrared-heating image furnace (2010)
  • 著者名/発表者名: Md.A.R.Sarker
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 巻: 312 ページ: 2008-2011
  • 査読あり
• [学会発表] Isao Tanaka "Tilting effects of mirrors during crystal growth by infrared heating floating zone method" (2010)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Watauchi, Md.Abdur Razzaque Sarker, Masanori Nagao, Takashi Watanabe, Isamu Shindo
  • 学会等名: 2010 International Symposium on Crystal Growth
  • 発表場所: (韓国,ソウル)CI-25 (招待講演)
  • 年月日: 2010-11-09
• [学会発表] Tilting effects of mirrors during crystal growth by infrared heating floating zone method (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Watauchi
  • 学会等名: 2010 International Symposium on Crystal Growth
  • 発表場所: ソウル市,韓国
  • 年月日: 2010-11-09
• [学会発表] Isao Tanaka “Effects of tilting the mirror of infrared heating image furnace on the crystal growth by floating zone method" (2010)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Watauchi, Md.Abdur Razzaque Sarker, Masanori Nagao, Takashi Watanabe, Isamu Shindo
  • 学会等名: IX International Conference of Polish Society for Crystal Growth
  • 発表場所: (ポーランド,グダニスク)L14(招待講演)
  • 年月日: 2010-05-26
• [学会発表] Effects of tilting the mirror of infrared heating image furnace on the crystal growth by floating zone method (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Watauchi
  • 学会等名: IX International Conference of Polish Society for Crystal Growth
  • 発表場所: グダニスク市,ポーランド
  • 年月日: 2010-05-26
• [学会発表] Solid-liquid interface during floating zone growth using tilting-mirror-type infrared heating image furnace (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Watauchi, 他5名
  • 学会等名: RIKEN Workshop on "Emergent Phenomena of Correlated Materials"
  • 発表場所: 理化学研究所(和光市)
  • 年月日: 2009-12-04
• [学会発表] 傾斜鏡型赤外線加熱炉を用いたルチル単結晶の育成と結晶欠陥評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 綿打敏司
  • 学会等名: 第39回結晶成長国内会議
  • 発表場所: (名古屋)12aC03(招待講演)
  • 年月日: 2009-11-12
• [学会発表] 傾斜鏡型赤外綿加熱炉を用いたルチル単結晶の育成と結晶欠陥評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 綿打敏司, 他5名
  • 学会等名: 日本結晶成長学会第39回結晶成長国内会議(招待)
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 2009-11-12
• [学会発表] Md.Abdura Razzaque Sarker, 長尾雅則, 田中功, 渡辺崇司, 進藤勇 「傾斜鏡型赤外線加熱浮遊帯域溶融法によるルチル単結晶の育成」日本セラミックス協会 (2009)
  • 著者名/発表者名: 綿打敏司
  • 学会等名: 第22回秋季シンポジウム
  • 発表場所: (松山)1K17(招待講演)
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] 傾斜鏡型赤外綿加熱浮遊帯域溶融法によるルチル単結晶の育成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 綿打敏司, 他5名
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第22回秋季シンポジウム(招待)
  • 発表場所: 愛媛大学(松山市)
  • 年月日: 2009-09-14
• [学会発表] アブドララザクサカール, 長尾雅則, 渡辺崇司, 進藤勇, 田中功, 「傾斜鏡型赤外線加熱浮遊帯域溶融法による結晶育成おけるFeedサイズ効果」 (2009)
  • 著者名/発表者名: 綿打敏司
  • 学会等名: 2009年秋季第70回応用物理学学術講演会
  • 発表場所: (富山)8p-N-10(一般講演)
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] 傾斜鏡型赤外綿加熱浮遊帯域溶融法による結晶育成おけるFeedサイズ効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 綿打敏司, 他5名
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学(富山市)
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] Y添加溶媒を用いたルチル単結晶のTSFZ育成とその結晶欠陥評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 深沢真司, 長尾雅則, 綿打敏司, 田中功
  • 学会等名: 第3回日本フラックス成長研究発表会
  • 発表場所: 東京都世田谷区
  • 年月日: 2008-12-19
• [学会発表] Effects of the focusing on growth of rutile crystals byinclined focusing floating zone (IFFZ) method (2008)
  • 著者名/発表者名: Md. Abdur Razzaaue Sarker, Takashi Watanabe, Satoshi Watauchi, Masanori Nagao, Isao Tanaka
  • 学会等名: 第38回結晶成長国内会議
  • 発表場所: 宮城県仙台市
  • 年月日: 2008-11-06
• [学会発表] 傾斜集光加熱FZ育成による固液界面形状制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 綿打敏司, SARKER Md., Abdur Razzaque, 長尾雅則, 渡辺崇司, 田中功
  • 学会等名: 第69回応用物理学学術講演会
  • 発表場所: 愛知県春日井市
  • 年月日: 2008-09-03
• [学会発表] Growth of Rutile (TiO_2) Single Crystals by Traveling Floating Zone Method using Yttrium Doped Solvents (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Watauchi, M. Fukasawa, I. Tanaka
  • 学会等名: The 4^<th> Asian Conference on Crystal Growth and Crystal Technology
  • 発表場所: Sendai (Japan)
  • 年月日: 2008-05-23
• [学会発表] Solid-liquid interface in floating zone growth of rutile crystal with variation of focusing angle (2008)
  • 著者名/発表者名: Md. Abdur Razzague Sarker, Satoshi Watauchi, Isao Tanaka
  • 学会等名: XXI Congress of the international Union of Crystallography
  • 発表場所: Osaka (Japan)
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.inorg.yamanashi.ac.jp/ccst/laboratories/tanaka-lab/home-j.html
• [備考]
  • URL: http://www.inorg.yamanashi.ac.jp/ccst/laboratories/tanaka-lab/home-j.html