2021 Fiscal Year Annual Research Report
Properties of steps as key factors to control the interface during crystal growth ; its measurement and thermodynamic model
| Project/Area Number |
19H00820
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
吉川 健 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (90435933)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柴田 千尋 法政大学, 理工学部, 准教授 (00633299)
竹島 由里子 東京工科大学, メディア学部, 教授 (20313398)
三浦 均 名古屋市立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (50507910)
川西 咲子 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (80726985)
三谷 武志 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (90586306)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 高温溶液成長 / 界面その場観察 / ステップエネルギー / カイネティック係数 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、特にSiCの高温溶液成長時の結晶成長界面のステップ構造の科学的な理解と制御を可能とすべく、溶液中の結晶のステップエネルギーとステップ成長のカイネティック係数の溶液組成依存性の調査を進めている。
2021年度は、2020年までに構築したCO2レーザーを利用した加熱法で新たに判明した温度振幅にともなくステップの交互的な前進・後退の課題に取り組み、1060nmのファイバーレーザーの導入を進め、ステップ移動に露に影響するような温度振動のない成長環境を整えた。加えて、溶媒液滴を保持するための原料結晶の加工法を確立し、0.1㎜厚の液膜を介した結晶育成環境を確立した。さらにこの育成環境について、熱流体計算ソフトウェアCOMSOLを用いて任意のレーザー出力に対して到達温度を概ね再現できることを確認した。以上により、実験条件における溶媒内の温度分布を計測できる条件が確立した。
次いで、らせん丘の干渉計測により、界面過飽和度＝系の過飽和度の仮定の下で推定したステップエネルギーが、単位面積あたりで固液界面エネルギーと同程度であることを確認しており、本手法の妥当性検証まで行った。
加えて、界面過飽和度の推定法ならびに、干渉動画像からの3次元像構築の検討を開始した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2021年度に生じた遅れの分が研究計画全体の遅れとなっている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
確立した実験手法を用いて系統的な検討を実施し、ステップエネルギーの組成依存性計測を進める。
また干渉計測による界面構造の３次元化は東大ー東京工科大ー東北大の連携により、
深層学習を用いたステップ構造計測は東大ー法政大ー産総研の連携により、
界面過飽和度の推定方法については東大ー名市大の連携により、
それぞれ並行して進め、高温界面その場観察の最先端計測手法へのと、それを利用した基礎学理構築を進め、
最終年度の成果としてまとめる。
|
