
●浮遊ゾーン法(赤外線浮遊帯域溶融装置)
●フラックス法
![]() 浮遊ゾーン法とは、原料の一部が過熱され溶融し、適当な長さに形成された溶融帯が移動することにより溶液の固化した側に結晶を育成する方法である。 (→物理学研究室HP:実験室紹介:共同実験室へ) |
浮遊ゾーン法での単結晶育成のためには、まず結晶を作ろうとする試料の粉末を棒状にしたセラミックスにする必要がある。 試料によるが、1300℃位の高温でで8時間程度反応させて粉末試料を硬いセラミックス棒に整形する。
(左図:使用するFZ炉)
原料棒を吊り下げ、下の部分に種結晶を設置します。ハロゲンランプを用いて温度を上昇させることができ、最高温度2100℃と大変高い温度まで上げることができます。試料を溶融させて浮遊ゾーンを作るので、融点が2100℃以下で、溶融したときに粘性があれば、単結晶をつくることができます。
結晶育成の原理は、楕円鏡の一方の焦点にハロゲンランプを設置し、他方の焦点に光を集光して結晶素材を加熱溶融解することを特徴とします。
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![]() 左:断面図 右:上から見た図 |
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試料棒は、石英管の中に入っており、石英管内は、真空状態にしたり、ガスを流すことができる。様々な雰囲気ガス中で結晶育成ができる。。 当研究室では楕円が図のように四つ付いた四楕円浮遊帯域溶融装置を使用しています。
(左図:結晶育成モデ)
上軸である原料棒と、下軸である種結晶を逆回転させながら、集光されたランプの光によって溶融します。そして、溶融帯を上から下におよそ1時間に10mm程度の速さで、移動させることによって、溶融帯が集光位置から下がり、冷やされ、単結晶が育成されます。 |
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また、結晶育成中は、図のようなモニタからの映像を確認できる。![]() ![]() |
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