Dislocation dynamics and link mechanism of ring crystal in low dimensional conductors

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遷移金属トリカルコゲナイドMX3(M=Nb, Ta, Mo; X=S, Se, Te etc)は擬一次元的な伝導特性を有する単結晶として知られており，低次元導体特有の現象である電荷・スピン密度波や超伝導との共存等の研究が進められている．この結晶は単軸に沿って大きく成長し，針状の形状になることが知られている．近年、合成条件により結晶の端が接合したリング形状に成長することが明らかになったが，結晶内に含まれる欠陥の構造や針状結晶の端がどのように結合するかは未だに分かっていない．そこで，結晶成長過程をその場観察によって明らかにすることを目的とした．結晶合成は石英アンプル内で行った．石英管を洗浄後ベーキングしたアンプル内に，原料であるTaとSeを真空封入しアンプルを作製した．リング結晶の合成に重要であるアンプル内の対流や液滴の制御のため，新しく電気炉を作製し，光源やレンズの変更による観察系の改良を行った．アンプル内はSeによる過飽和な状態であり液滴が発生する．液滴の溜まる位置を制御することによって結晶の密度や成長に違いが表れた．リング状に結晶が成長するためには，結晶の端と端が接合して，らせん状に成長する．もしくは，液滴の蒸発に合わせて，微結晶が環状に整列する，というパターンが考えられる．どちらのモデルでも結晶がリング結晶の内径と外径の差が小さい場合は，結晶内の歪みとして応力は小さくて済むが，内径と外径の差が大きくなると，転位の侵入によって応力の緩和が行われる．転位の配列については既に論文等で報告済みだが，粉末XRD解析法によって得られる結晶性に関しては，切断・粉末時に加わる応力の影響もあり，リングに含まれる歪みの解析には不十分であった．リングの形状のまま，円周方向と半径方向の解析によって詳しい結晶構造の違いが明らかにする必要がある．