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固液界面ダイナミクスの制御による高品質結晶の創成

結晶成長物理グループ

世の中で利用されている結晶材料の多くは液相からの結晶成長によって作製されています。結晶欠陥の少ない高品質な結晶材料を実現するためには、結晶成長の過程において固液界面でどのような現象が起こっているのかを明らかにするとともに、各現象のメカニズムを解明する必要があります。例えば、図1は平担な固液界面がジグザグ状界面へと変化する様子をSi、Bi1-xSbx、GaSb、Cuで観察した結果です。物質や材料によって異なる固液界面形状が形成さることがわかります。また、固液界面形状変化が起こる条件も物質によって異なります。当研究室では、界面形状変化だけでなく、結晶粒界や双晶界面や転位クラスターなどの結晶欠陥が、どのように固液界面で形成・発展していくのかを理解し、実用的な大型高品質結晶や従来に無い結晶材料の創成を行い(図2)、人類社会の持続的発展に貢献することを目指しています。

Fig1_J

図1 様々な物質の固液界面不安定化
Fig2

図2 様々なバルク結晶

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