産総研北海道センター特許情報

発明の名称:微小重力下での過冷却凝固を利用した単結晶材料

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特許番号第3002708号
出願番号特願平9-209693号
出願日平成9年(1997)11月19日
発明者皆川 秀紀、 下川 勝義、 鈴木 良和
出願人工業技術院長、 皆川 秀紀、 下川 勝義、 鈴木 良和
特許権者工業技術院長、 皆川 秀紀、 下川 勝義、 鈴木 良和

発明の目的: 本発明は、短時間微小重力環境を利用して単結晶材料を短時間で合成する方法に関する。

発明の効果: 材料創成において熱力学的準安定状態や熱力学的準平衡状態が材料の結晶性の構造に影響を与える。 微小重力環境下において発現した過冷却状態を効果的に利用することで、従来の半導体材料よりも優れた性能の 半導体材料を短時間内に製造できる。

発明の概要: 短時間微小重力環境下において金属、半金属又は半導体の過冷却状態にある溶融液を少なくとも 100℃/秒の降温速度で急速冷却することで一方向凝固させることを特徴とする単結晶材料の合成方法。

実施例を以下に示す。
 落下型微小重力発生施設を利用して(1.3秒間、10ー3G)、この条件下、約700℃で溶融したIn/Sb混合体試料を 直接液体窒素 を導入して急速冷却凝固を行い、結晶体を調製する。得られた結晶体のX-線ラウエ分析では 単結晶であることが確認され、組成比にもよるが電気的、光学特性では標準結晶材料よりも 高性能半導体材料であることが判明している。