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

2013 年度 実績報告書

外力印加による均質合金半導体結晶の作製と固液界面不安定性制御に関する基礎的研究

研究課題

研究課題/領域番号 23360343
研究機関大阪大学

研究代表者

岡野 泰則  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (90204007)

研究分担者 早川 泰弘  静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (00115453)
高木 洋平  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (40435772)
水口 尚  琉球大学, 工学部, 助教 (70432200)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード結晶成長 / 数値解析 / 外力印加 / 界面
研究概要

今年度は外力として重力の影響について検討を行った。GaSa/InSb/GaSbサンドイッチ構造試料の溶融、成長シミュレーションを行い、地上実験と比較検討した。その結果自然対流が下側界面を削り取り、高融点で軽量のGaSbが上部界面付近に浮上するため、高温の上部の溶融が抑制され、低温の下部の溶融が推進されることが分かった。一方成長過程においては、同一の温度勾配を仮定したにもかかわらず、成長速度は微小重力(10-4G)の方が若干遅くなった。これは温度勾配が大きい場合でも同様の結果であった。上部が加熱される自然対流が起こりにくい条件であったにも関わらず、シュミット数が大きいため、わずかな対流の存在が成長速度に影響を及ぼすことが分かった。加えて、界面制御の観点より、結晶面方位の相違が結晶成長速度に及ぼす効果について数値解析を用い検討を行った。具体的にはこれまでの種結晶・液相界面での物質バランス式に界面カイネティクスを考慮した。結果としてはカイネティクス係数が小さくなるにつれて、InGaSb結晶成長速度およびGaSb供給原料の溶解速度は小さくなった。供給原料側での界面カイネティクスを考慮しなかったにも関わらず、種結晶側での界面カイネティクスがGaSb供給原料の溶解速度に影響を及ぼすことがわかった。一方国際宇宙ステーションで作製した結晶においては、溶解量が地上試料よりも少なく下部界面が平坦であること、などが分かった。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Analysis of dissolution and growth process of SiGe alloy semiconductor based on penetrated X-ray intensities2014

    • 著者名/発表者名
      M. Omprakash, M. Arivanandhan, R. Arun Kumar, H. Morii, T. Aoki, T. Koyama, Y. Momose, H. Ikeda, H. Tatsuoka, Y. Okano, T. Ozawa, S. Moorthy Babu, Y. Inatomi and Y. Hayakawa
    • 雑誌名

      J. Alloy and Compounds

      巻: 590 ページ: 96-101

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2013.12.093

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Combined effect of crucible rotation and magnetic field on hydrothermal wave2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Takagi, Y. Okano, H. Minakuchi and S. Dost
    • 雑誌名

      J. Crystal Growth

      巻: 385 ページ: 72-76

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2013.04.062

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical simulation of InGaSb crystal growth by temperature gradient method under normal- and micro-gravity fields2014

    • 著者名/発表者名
      M. Nobeoka, Y. Takagi, Y. Okano, Y. Hayakawa and S. Dost
    • 雑誌名

      J. Crystal Growth

      巻: 385 ページ: 66-71

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2013.04.061

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The relative contributions of thermo-solutal Marangoni convections on flow patterns in a liquid bridge2014

    • 著者名/発表者名
      H. Minakuchi, Y. Takagi, Y. Okano, S. Gima and S. Dost
    • 雑誌名

      J. Crystal Growth

      巻: 385 ページ: 61-65

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2013.05.042

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical investigation for the effect of the liquid film volume on thermocapillary flow direction in a thin circular liquid film2013

    • 著者名/発表者名
      T. Yamamoto, Y. Takagi, Y. Okano and S. Dost
    • 雑誌名

      Phys. Fluids

      巻: 25 ページ: 082108

    • DOI

      10.1063/1.4818160

    • 査読あり
  • [学会発表] InGaSb混晶半導体作製に及ぼす重力の影響2014

    • 著者名/発表者名
      岡野 泰則・高木 洋平・ ミルサンディ ハルヨ・ 延岡 雅弘・ 早川 泰弘・稲富 裕光
    • 学会等名
      化学工学会第79年会
    • 発表場所
      岐阜大学柳戸キャンパス
    • 年月日
      20140318-20140320
  • [学会発表] InGaSb結晶成長過程における界面カイネティクスの影響に関する数値解析2014

    • 著者名/発表者名
      Mirsandi Haryo・ 高木 洋平・ 岡野 泰則・ 稲富 裕光・ (静大電研) 早川 泰弘
    • 学会等名
      化学工学会第79年会
    • 発表場所
      岐阜大学柳戸キャンパス
    • 年月日
      20140318-20140320
  • [学会発表] Numerical investigation for the thermocapillary flow observed in “Saturday-Morning-Science” conducted by Dr. Donald Pettit”2013

    • 著者名/発表者名
      T. Yamamoto, Y. Takagi, Y. Okano and S. Dost
    • 学会等名
      29th American Society for Gravitational and Space Research
    • 発表場所
      Orlando, USA
    • 年月日
      20131103-20131108
  • [学会発表] 静止液膜形状の影響を考慮した円形液膜内温度差マランゴニ対流に関する数値解析2013

    • 著者名/発表者名
      山本 卓也・ 高木 洋平・ 岡野 泰則
    • 学会等名
      化学工学会第45回秋季大会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス
    • 年月日
      20130916-20130918
  • [学会発表] 温度差と濃度差に起因するマランゴニ対流の回転と磁場による制御に関する数値解析2013

    • 著者名/発表者名
      水口 尚・ 儀間 悟・ 岡野 泰則
    • 学会等名
      化学工学会第45回秋季大会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス
    • 年月日
      20130916-20130918

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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