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Investigation of growth dynamics of faceted grain/grain/melt grain boundary junction during directional solidification of Si

研究課題

研究課題/領域番号 21K20343
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0202:物性物理学、プラズマ学、原子力工学、地球資源工学、エネルギー学およびその関連分野
研究機関東北大学

研究代表者

CHUANG LUCHUNG  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (90911123)

研究期間 (年度) 2021-08-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021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Crystal growth / In situ observation / Silicon / Grain boundary / Solid/melt interface
研究開始時の研究の概要

Multi-crystalline materials are widely used in electronic devices and mechanical parts. The growth behaviors of GBs influences the final boundary distribution, and consequently determines the performance of the material. This research attempts to solved a long-standing mystery about the GB evolution during growth by directly observing the growth of individual GBs. Si, by the virtue of ubiquitous applications and abundant background knowledge, is chosen as the target material.

研究成果の概要

Experimental methods have been established for studying growth behavior of grain boundaries (GBs). Symmetric Σ9 GBs with large deviation, that means high interfacial energy, were found developing interfacial grooves during solidification. Whereas perfect Σ9 GBs did not develop groove at interface.

研究成果の学術的意義や社会的意義

Findings of this research contribute to the knowledge of interfacial morphology and kinetics of growing grain boundaries, which are the major defect determining the properties of multicrystalline materials. Most of the materials in our daily life are multicrystalline.

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] In situ observation of solidification and subsequent evolution of Ni-Si eutectics2022

    • 著者名/発表者名
      Chuang Lu-Chung、Maeda Kensaku、Morito Haruhiko、Fujiwara Kozo
    • 雑誌名

      Scripta Materialia

      巻: 211 ページ: 114513-114513

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2022.114513

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Decomposition of small-angle grain boundaries during directional solidification of multicrystalline silicon2022

    • 著者名/発表者名
      Lu-Chung Chuang, Kensaku Maeda, Haruhiko Morito, Kozo Fujiwara
    • 学会等名
      11th International Workshop on Crystalline Silicon for Solar Cells (CSSC-11)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dislocation generation from small-angle grain boundaries during directional solidification of multicrystalline silicon2022

    • 著者名/発表者名
      Lu-Chung Chuang, Kensaku Maeda, Haruhiko Morito, Kozo Fujiwara
    • 学会等名
      The 33rd International Photovoltaic Science and Engineering Conference (PVSEC-33)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Small-angle grain boundaries as sources of generation and absorption of dislocations during directional solidification of multicrystalline silicon2022

    • 著者名/発表者名
      Lu-Chung Chuang, Kensaku Maeda, Jun Nozawa, Haruhiko Morito, Kozo Fujiwara
    • 学会等名
      日本金属学会2022年秋期(第171回)講演大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] In-situ observation of solidification and subsequent evolution of Ni-Si eutectics2022

    • 著者名/発表者名
      Lu-Chung Chuang, Kensaku Maeda, Jun Nozawa, Haruhiko Morito, Kozo Fujiwara
    • 学会等名
      第51回結晶成長国内会議 (JCCG-51)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Small-angle grain boundaries as sinks for lattice dislocations during directional solidification of silicon2021

    • 著者名/発表者名
      Lu-Chung Chuang, Kensaku Maeda, Haruhiko Morito, Kozo Fujiwara
    • 学会等名
      第50回結晶成長国内会議
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-10-22   更新日: 2024-01-30  

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