表面融解を起こした結晶の気相成長(蒸発)機構の研究

表面熔融晶体气相生长（蒸发）机理研究

• 批准号: 62609501
• 负责人: 黒田 登志雄
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1987
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1987 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-62609501/
• 关键词: 表面融解; 疑似液体層; 気相成長; 凝縮係数; 氷結晶; 拡散係数

気相からの結晶成長の従来の理論の多くは, 結晶内部の格子面と同じ構造の結晶表面(低指数面の場合は分子スケールで見て平坦)を前提としている.一方, 近年, 理論ならびに各種の実験によって, バルク結晶の触点直下の温度における表面融解の現実性が確認されるに到った. 融液相でおおわれた結晶表面の気相成長機構は, 従来提唱されている成長機構とは全く異なるものに違いないが, それについての理論研究はほとんどなされていない. 本研究の目的は, 表面融解を起こした結晶の気相成長(蒸発)機構を理論的に検討し, 成長(蒸発)速度の過飽和度(未飽和度)依存性, 結晶方位依存性等の成長特性を明らかにすることにある.表面融解によってし生じた疑似液体層でおおわれた結晶表面の気相成長は, 1)気相から疑似液体層への分子の凝縮と2)疑似液体層と結晶の間の界面での結晶化によって進行する. その際, 疑似液体層と結晶の間の界面での結晶化速度は, 界面構造に依存する. 62年度は, 界面が分子スケールで見て荒れている場合の成長機構を検討し, その気相成長速度R<ad(1)QL>を導出した.成長速度R<ad(1)QL>は, 通常の気相成長において知られている過飽和度に比例するHertz-Knudsenの式の形にまとめられたが, そこに含まれる凝縮係数に疑似液体層の自己拡散係数Dが関連することが見出された. これは, 疑似液体層の分子が結晶格子に組み換えられる速さが自己拡散に支配されるためである. このことは, 表面融解を起こした結晶の成長(蒸発)速度の測定から, 疑似液体層の自己拡散係数Dの推定が可能であることを示している.そこで, 表面融解が実際に確認されている氷結晶の{0001}面と{10〓^^-面の成長(蒸発)速度を測定して理論式と比較するための実験装置を作成した.63年度は, 62年度の理論考察を, 分子スケールで平らな界面に拡張すると同時に, 氷結晶の成長(蒸発)の実験を行う.

The theory of crystal growth in phase change is based on the premise that the lattice plane in the crystal interior and the crystal surface in the same structure (in the case of low index plane, the molecular surface is flat) are reversed. On the other hand, in recent years, the theory of various kinds of crystal contact temperature directly below the surface melting behavior has been confirmed. A theoretical study on the growth mechanism of the crystalline surface in the melt phase. The purpose of this study is to investigate theoretically the mechanism of crystallization phase growth (evaporation), the supersaturation dependence of growth (evaporation) rate, and the crystal orientation dependence. The surface melting process produces a suspected liquid layer, and the phase growth on the crystal surface proceeds. 1) Condensation of molecules in the suspected liquid layer, and 2) Crystallization process at the interface between the suspected liquid layer and the crystal. The crystallization velocity at the interface between the suspected liquid layer and the crystallization depends on the interface structure. In 1962, the growth mechanism of interface molecules was discussed, and the growth rate of phase R<ad(1)QL> was derived. The growth rate R<ad(1)QL> is usually related to the phase growth, the saturation ratio, the Hertz-Knudsen equation, the condensation coefficient, and the dispersion coefficient D of the suspected liquid layer. However, the molecules in the suspected liquid layer change rapidly when they are assembled in the crystal lattice, but they are controlled by their own dispersion. This paper presents the possibility of estimating the dispersion coefficient D of the suspected liquid layer by measuring the growth (evaporation) rate of the crystal from the surface melting. The growth (evaporation) rate of {0001} plane and {10} plane of crystal was determined during surface melting. The theoretical formula and comparison were carried out during theoretical investigation in 1963 and 1962. At the same time, the growth (evaporation) of crystal was carried out.