| 研究課題/領域番号 |
17360002
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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, 助教授 (80375104)
黄 晋二 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (50323663)
藤原 航三 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (70332517)
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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 / 浮遊溶融帯 |
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| 研究概要 |
[研究の目的]
外部電場印加により非コングルエント性のランガサイト(La_3Ga_5SiO_<14>:LGS)のコングルエント育成を行う。本年度はまず、外部電場印加による、融液のコングルエント化メカニズムの解析を行う。次に、外部電場を利用したLGSバルク結晶の育成システムを構築する。
[研究成果]
1.コングルエント化に必要な電場を解析した。10^4-10^5/cmの電場が必要となる。一方、融点近傍におけるバルク結晶や融液は、大きな電気伝導性を示すので、600V/cmの電場を外部印加しても、融液内の電場強度は、0.05V/cmとなる。変換に必要な10^4-10^5/cmの電場は、おそらく、白金電極と融液の間に存在する電気二重層にあり、ここで、ランガサイトのコングルエント化が起きると考えられる。解析結果について論文を投稿した。
2.LGSを含む3元系La_2O_3-Ga_2O_3-SiO_2において、電場印加時の融液-固相間の相平衡関係変化を詳細に検討した。検討には、現有の結晶成長その場観察装置および、助成金により購入した示差走査熱量分析装置を用いた。更に、LGSと同じ結晶構造を有し、ランガテイト(La_3Ga_<5.5>Ta_<0.5>O_<14>:LGT)についても検討した。結果を応用物理学会、及び、論文にて発表する。
3.電場の成長ダイナミックスへの影響について、酸化物高温超伝導体のY123(YBa_2Cu_3O_6)を対象にし、溶液成長における成長速度を観察した。その結果、電場は、成長キネティックスに影響をおよぼさず、核形成に必要な過飽和を大きくすることをつきとめた。結果について論文を投稿し、また、応用物理学会にて発表する。
4.電場印加によるバルク結晶の成長では、1500℃のLGS融液に対して電気的絶縁性を保つ、引き上げ炉用のルツボが存在しないので、現有の浮遊溶融帯炉に電場印加機構を付加し改造した。
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