| 研究概要 |
機能性材料を開発する立場から, III-V系化合物半導体や遷移金属-レアアース系化合物などの各種金属間化合物の高温における熱力学データを測定集積することを目的とし, 本年度は以下のような研究実績を得た.
(1)III-V系化合物半導体の高温比熱, 含熱量
9つの化合物(AlP, AlAs, AlSb, GaP, GaSb, InP, InAs, InSb)の高温熱化学データを落下型熱量計を用いて測定し, 化合物半導体の高温熱特性を明らかにした. また, これら化合物の標準生成自由エネルギーの温度表示式を導出した.
(2)溶融In-As系およびGa-As系の活量
In-As系およびGa-As系の活量は単結晶製造における組成制御の基本として極めて重要であるにも拘わらず実測データが存在しない. そこで本研究では, 落下型熱量計を用いてこれら溶融合金の含熱量を温度ならびに組成の関数として求め, Oelsenにより開発された熱力学解析法を適用することにより成分活量を導出することを試み, 良好な結果を得ることができた. 導出した活量値に基づき, In-As系およびGa-As系の分圧-組成-温度相関図を作製し, 融体引上げ法による単結晶製造における気相制御の最適条件を明らかにすることに成功した.
(3)溶融銅-レア・アース系およびニッケルーレア・アース系合金の活量
Cu-およびNi-La, Ce, Pr, Nd, Sm, Dy系合金化合物の比熱および融解熱を測定し, Wagnerの基本式を用いてこれらの溶融合金の過剰積分混合自由エネルギーおよび成分活量を導出した. また得られた熱力学データを駆使して, レア・アース原料(酸化物, ハロゲン化物など)から一段にてCu-ないしはNi-レア・アース化合物を得る謂わゆる直接製造法の検討を行ない, 最適製造条件を予測した.
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