JP2006207011A - 高性能材料の製造方法 - Google Patents
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Abstract
半導体などの材料を構成している結晶を、材料の形状を変形させたり、不純物を添加したりすることなく、微細化し、更には結晶方位を揃えて結晶を成長させること、および原子スケールの組成傾斜構造を形成させることができる高性能材料の製造方法を提供する。【解決手段】 二つ以上の異なる元素または同位体からなる合金もしくは固溶体、化合物もしくは化合物の混晶、またはこれらの混合物等の材料に対して、高重力場処理を施す。具体的には、材料が固相状態を保つことができ、かつ再結晶温度以上の温度下で、1万g以上の重力加速度を印加する。これにより、原子量の大きい元素が重力方向に一軸変位して結晶構造に大きな一次元格子歪みが生じて、結晶が微細化される。処理時間を長くすると、元素の沈降が生じ、結晶方位が揃って成長すると共に、原子スケールの組成傾斜構造が形成される。
【選択図】 図1
Description
照)あるいは放電プラズマ焼結を利用した方法(例えば、特許文献5参照)などが挙げられる。一方、結晶配向を制御する方法としては、結晶磁気異方性を利用して磁場を印加することにより結晶方位を制御する方法(例えば、特許文献6参照)、結晶構造のすべり易さの異方性を利用した圧延−熱処理法、基板からのエピタキシャル成長を利用した化学気相成長(Chemical Vapor Deposition ; CVD)法および物理気相成長(Physical Vapor Deposition ; PVD)法などがある。
E=(MX −MY )・r2 ・ω2 /2RT
(MX ,MY はそれぞれ原子X,原子Yの原子量を、rは回転半径を、ωは角速度を、Rは気体定数を、Tは材料の絶対温度を表す)
本実施例では、材料Mとして全率固溶型ビスマス−アンチモン(7Bi−3Sb)合金を用いた。
本実施例では、材料としてカドミウム−アンチモン(Cd−Sb)系金属間化合物を用いた。
本実施例では、実施例1と同様にして作製した出発材料(7Bi−3Sb合金)に対して、高重力場発生装置を用いて、220℃以上240℃以下の温度に加熱して固相状態に保ちつつ、重力加速度79万g以上96万g以下の重力場で85時間の重力場処理を行った。処理した材料についても実施例1と同様にして組織観察を行い、結晶の粒径の測定を行った。
本実施例では、材料として全率固溶型セレン−テルル(7Se−3Te)系半導体固溶体(以下、7Se−3Te系半導体固溶体という)を用いた。
本実施例では、材料Mとして76Se、78Se、80Seおよび82Seの4種類の同位体を含むセレンの単体を用いた。
Claims (14)
- 二つ以上の異なる元素または同位体により構成された固相状態の材料に対して高重力場処理を施すことにより、その結晶を微細化させる
ことを特徴とする高性能材料の製造方法。 - 二つ以上の異なる元素または同位体により構成された固相状態の材料に対して高重力場処理を施すことにより、その結晶を微細化させ、結晶方位を揃える
ことを特徴とする高性能材料の製造方法。 - 二つ以上の異なる元素または同位体により構成された固相状態の材料に対して高重力場処理を施すことにより、その結晶方位を揃えて成長させる
ことを特徴とする高性能材料の製造方法。 - 二つ以上の異なる元素により構成された固相状態の材料に対して高重力場処理を施すことにより、その結晶方位を揃えて成長させると共に、原子スケールの組成傾斜構造を形成する
ことを特徴とする高性能材料の製造方法。 - 前記材料は、二つ以上の異なる元素からなる合金もしくは固溶体、化合物もしくは化合物の混晶、またはこれらの混合物である
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の高性能材料の製造方法。 - 前記材料は、二つ以上の異なる同位体からなる元素単体である
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の高性能材料の製造方法。 - 前記高重力場処理として、前記材料の再結晶温度以上、かつ固相状態を保つことができる温度以下の温度下で、1万g(g=9.8m/s2 )以上の重力加速度を印加する
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の高性能材料の製造方法。 - 前記高重力場処理として、前記材料の再結晶温度以上、かつ固相状態を保つことができる温度以下の温度下で、10万g(g=9.8m/s2 )以上の重力加速度を印加する
ことを特徴とする請求項7に記載の高性能材料の製造方法。 - 高重力場において、前記材料の加熱または冷却を行う
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の高性能材料の製造方法。 - 高重力場において、前記材料を溶融状態から凝固させる
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の高性能材料の製造方法。 - 高重力場において、前記材料の温度を再結晶温度に近い温度とする
ことを特徴とする請求項1または2に記載の高性能材料の製造方法。 - 高重力場において、前記材料の温度を融点温度に近い温度とする
ことを特徴とする請求項3または4に記載の高性能材料の製造方法。 - 前記材料としてバルク材を用いる
ことを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の高性能材料の製造方法。 - 前記材料として、厚さ2mm以下の単層もしくは多層構造の薄板材または薄膜材を用いる
ことを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載の高性能材料の製造方法。
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- 2005-01-31 JP JP2005024634A patent/JP5130605B2/ja active Active
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