2000 Fiscal Year Annual Research Report
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12750005
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
宇治原 徹 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (60312641)
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| Keywords | 拡散係数 / 金属溶液 / 半導体溶液 / 相互拡散 / 蛍光X線分析 / 組成分布測定 / その場測定 |
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| Research Abstract |
高温金属・半導体溶液中の拡散係数は、あらゆる液相プロセスにおいて重要である。にもかかわらず、密度対流や融液冷却時における組成分布の擾乱等の問題があり、その測定は非常に困難である。本研究の目的は、「対流抑制型拡散セル」と、「蛍光X線を用いた高温融液中の組成分布その場測定技術」を開発し、これらを組み合わせることで新しい高精度拡散係数測定法を提案することにある。
本年度は、主に次のことを行った。(1)蛍光X線による溶液組成測定法の確立。この手法の特徴は、X線をほぼ透過するカーボンを用いて試料ホルダーを作製することで、容器内の組成分析を可能にした点である。本手法の精度・有用性の評価を行うため、Ga融液中の平衡Zn組成のその場測定を行い、GaZn二元状態図の液相線と比較した。その結果、測定結果は状態図の液相線をよく再現し、本測定法が溶液組成を比較的短時間でその場測定する手法として、極めて有効であることがわかった。(2)蛍光X線による組成分布その場測定法の確立。先の手法を用いて、ホルダーをないの溶液組成を走査することで、組成分布測定を可能にした。実際に、Ga融液中のZn試料を加熱、溶解し、拡散・対流により攪拌される条件下で、Zn組成分布の時間変化を調べた。その結果、ZnがGa融液中に攪拌されていく様子をその場観察することに成功した。このときの空間分解能は1mm、組成の測定精度は0.1%程度であった。このような組成分布変化のその場測定は、本測定法により初めて可能となった。
この他に、拡散係数測定に必要な対流抑制型拡散セルの開発、拡散実験用ヒータの作製をおこなった。また、結晶成長への応用を考え、合金・半導体溶液成長過程その場観察システムの確立を行った。
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Research Products
(2 results)
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[Publications] T.Ujihara,G.Sazaki,S.Miyashita,N.Usami,K.Nakajima: "In Situ Measurement of Composition in High-Temperature Solutions by X-Ray Fluorescence Spectrometry"Japanese journal of applied physics. 39. 5981-5982 (2000)
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[Publications] Y.Azuma,N.Usami,T.Ujihara et al.: "Growth of SiGe bulk crystal with uniform composition by directly controlling the growth temperature at the crystal-melt interface using in-situ monitoring system"Journal of Crystal Growth. (In press). (2001)
