結晶成長における元素の有効分配係数に対する非平衡効果の研究

晶体生长过程中元素有效分配系数的非平衡效应研究

• 批准号: 61213002
• 负责人: 黒田 登志雄
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Special Project Research
• 财政年份: 1986
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1986 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-61213002/
• 关键词: 有効分配係数; 非平衡; 固溶体結晶; スパイラル成長; セクター構造

本研究の目的は、鉱物結晶に見られるセクター構造の形成を理解するために、溶液(あるいは気相)から成長する固溶体結晶の第二元素に関する有効分配係数Keffと成長速度Rを溶液の化学組成および結晶表面の方位の関数として同時に求めることにある。溶液中の拡散過程と荒れた結晶表面での最も簡単なカイネティック過程を考慮した前年度の結果を踏まえて、今年度は次の成果をあげた。1.結晶表面のアイネティック過程として特異面(分子レベルでみて平らな面)のスパイラル成長に前年度の理論を拡張した。ここで、A,B元素の溶液と結晶の化学ポテンシャル差をΔ【μ_A】,Δ【μ_B】とするとき、特異面上のステップのところでA,B元素が結晶に組み込まれる結晶化フラックス【γ_A】,【γ_B】として次式を用いると実験結果と矛盾のないKeffが理論的に得られることが確認された。【γ_A】=【β_(AA)】Δ【μ_A】+【β_(AB)】Δ【μ_B】-(1),【γ_B】=【β_(AB)】Δ【μ_A】+【β_(BB)】Δ【μ_B】-(2)。2.成長速度を支配する成長丘の勾配(ステップ間隔に反比例)が溶液の組成だけでなく結晶の組成に強く依存することが示された。また、そのことがKeffの異方性とも深くかかわることが明らかにされた。3.(1),(2)式の係数【β_(AA)】,【β_(BB)】,【β_(AB)】とA,B元素の表面拡散距離【λ_A】,【λ_B】の関係が定性的に議論された。4.また、高真空に排気したクライオスタット中に導入された【H_2】O,【CO_2】,【CH_4】,【NH_3】の混合気体を10Kから100Kで冷却凝縮させてつくったアモルファス氷を蒸発させて質量分析計でで各成分の飽和蒸気圧の温度依存性を測定した。その結果、太陽系の進化を明らかにする上で重要な知見が得られた。

The purpose of this research is to understand the formation of the physical structure seen in solid solution crystals and to simultaneously determine the effective partition coefficient Keff and the growth rate R, which are related to the second element of solid solution crystals growing from the solution ( The dispersion process in the solution and the crystallization surface are the most simple processes to consider. The results of the previous year are also considered. 1. The theory of crystal growth is developed in the process of crystal surface evolution and special skewing. A,B elements in solution and crystallization of chemical differences Δ [μ_A],Δ [μ_B],Δ [μ_B],Δ [γ_B],Δ [γ_B], Δ [μ_A], Δ [μ_B], Δ [γ_B], Δ [μ_A], Δ [μ_B], Δ [μ_B], Δ [μ_A], Δ [μ_B], Δ [μ_A], Δ_B], Δ_B, Δ_B, Δ_【γ_A】=【β_(AA)】Δ【μ_A】+【β_(AB)】Δ【μ_B】-(1),【γ_B】=【β_(AB)】Δ【μ_A】+【β_(BB)】Δ【μ_B】-(2)。2. The growth rate is dependent on the composition of the solution. Keff's dissimilarity is not a problem. 3. (1)The relationship between the coefficients [β_(AA)],[β_(BB)],[β_(AB)] and the surface dispersion distances [λ_A] and [λ_B] of the elements A and B is qualitatively discussed. 4. The temperature dependence of saturated vapor pressure of each component was measured by mass spectrometry after introducing [H_2] O,[CO_2],[CH_4],[NH_3] into the mixture at 10K to 100K. The results, the evolution of the solar system, and the important insights.

项目成果

A.Kouchi: Nature.

A.Kouchi：自然。

T.Kuroda: Journal of Crystal Growth.

T.Kuroda：晶体生长杂志。