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本研究では、次世代機能性材料として注目されているNa内包型のSiクラスレートおよびSi単元素クラスレートの新しい結晶育成技術を確立することを目的とした。特に本年度は、Si単元素クラスレートを作製するための基板となるNa-Siクラスレート単結晶の大型化に注力した。
Siクラスレートの新たな結晶成長技術として、本研究グループではNaとSnをフラックスに用いた手法を開発している。昨年度の研究結果より、種結晶を用いることで単結晶が大型化することが明らかになったため、結晶育成条件の最適化を行った。Na濃度が高い組成のフラックスでは種結晶自体が溶解してしまい結晶育成ができなかったが、フラックスのNa濃度を調整することで効率的に結晶を成長させることに成功した。また、繰り返し種結晶成長を行うことで、単結晶の大型化にも成功した。
本年度は、フラックスを用いた単結晶の引き上げ手法の開発にも取り組んだが、当初想定していた単結晶は未だに得られていない。しかし、種結晶成長が実現できたことから原理的には引き上げ法による結晶育成も可能であると考えられる。今後は装置設計の見直しや結晶育成条件の最適化を行い、引き上げ法による単結晶育成を目指す。
さらに得られた単結晶を用いてSi単元素クラスレートの作製を行うが、そのための結晶育成指針は確立することができた。
また本年度は、新規クラスレート化合物の探索も行い、結晶構造がtype-IIのBa内包型Siクラスレートの作製にも成功した。
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