- 応用物理学選書2
- 結晶成長 【復刊】
- Crystal Growth
- 理学博士 大川章哉 著
- Ａ５判／258頁／定価5670円（本体5400円＋税5％）／1977年10月
- ISBN978-4-7853-2502-2 （旧ISBN4-7853-2502-X） （オンデマンド方式による印刷・製本）
- 今日，結晶成長の工学的レベルでの技術開発には一応の成功をおさめているとはいえ，その基礎となる理学的レベルでの結晶成長の理解には，まだ残された問題が多く，“The art of crystal growth”をさらに発展させると同時に，“The science of crystal growth”を明らかにすることが必須の課題となっているのが現状である．これは，一つには結晶成長といった話題が，従来の物理学中心的話題から外れているという意味で，やや等閑にふれてきた風潮にもよるが，他方には，関係する物質が複雑すぎるとか，非平衡状態としての取り扱いに十分慣れていなかったために，従来すじの通った考察があまり試みられなかったことにもよると考えられる．特に融液からの結晶成長については，その感が強い．
本書では，前半（１〜５章）で，気相成長，溶液成長ならびに融液成長を通じて，ともかく結晶成長の考察にあたり，基本となるべき考え方のすじ道を述べ，後半（６〜１０章）では，前半の記述をうけて，幾分特殊な話題について述べる．結晶成長といった話題になじんでいない読者には，前半は順を追って学ばれることをおすすめし，後半については，それぞれの話題は，かなり独立に選ばれているので，興味のあるものを選択的に読まれることは自由である．
なお，本書の記述に関係ある結晶育成方法の典型的なものを付録Ａに示した．
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- 【目 次】
- 1．完全結晶の成長
- 1.1 コッセル機構
- 1.2 付着原子の表面拡散
- 1.3 ステップの前進
- 1.3.1 1本の直線上ステップの場合
- 1.3.2 等間隔の平行ステップ列の場合
- 1.3.3 曲がったステップの場合
- 1.4 2次元核形成
- 1.4.1 現象論的考察
- 1.4.2 運動学的考察
- 1.5 成長速度
- 1.5.1 単一核様式の場合
- 1.5.2 多数核様式の場合
- 1.5.3 2次元核形成の律速性と沿面成長
- 文献
- 2．準完全結晶の成長
- 2.1 フランク機構
- 2.2 成長速度
- 2.3 成長模様
- 文献
- 3．成長界面
- 3.1 コッセル機構の吟味
- 3.2 界面の荒さ
- 3.2.1 2準位モデル
- 3.2.2 多準位モデル
- 3.2.3 計算磯実験
- 文献
- 4．固液界面
- 4.1 格子模型
- 4.1.1 2準位モデル
- 4.1.2 多準位モデル
- 4.1.3 融解エントロピーと格子模型の検討
- 4.2 連続体模型
- 文献
- 5．固化の要素過程と律速性
- 5.1 固化の要素過程
- 5.1.1 単独原子過程
- 5.1.2 集団原子過程
- 5.2 固化の律速過程
- 5.2.1 2次元核形成による律速
- 5.2.2 拡散による律速
- 5.2.3 再配位による律速
- 5.2.4 集団運動による律速
- 5.2.5 集団運動による規則化の意味
- 文献
- 6．育成結晶にみられる不完全構造
- 6.1 セル構造（コルゲーション）
- 6.1.1 構造の特徴
- 6.1.2 構造の発生故構：定常状態での組成的過冷却と平面界面の不安定性
- 6.1.3 検証
- 6.2 リニエジ構造（ストリエーション）
- 6.2.1 構造の特徴
- 6.2.2 構造の発生機構：過剰空格子点の作る2次欠陥
- 6.2.3 実験との対比
- 6.3 転移（dislocation）
- 6.3.1 種子結晶から引きつがれる転位
- 6.3.2 熱応力による転位の増殖
- 6.3.3 組成的応力による転位の導入
- 6.3.4 最低転位密度
- 文献
- 7．転移の起源
- 7.1 転移の特性
- 7.2 2次欠陥としての考察
- 7.2.1 過剰空格子点の凝縮による2次欠陥
- 7.2.2 速度論的難点
- 7.2.3 転位の形態と分布
- 7.2.4 固化速度と2次欠陥濃度
- 7.3 残留欠陥としての考察
- 7.3.1 2次欠陥説との対比
- 7.3.2 液体の転位模型
- 7.3.3 固液界面の考察
- 7.3.4 最低転位密度
- 7.3.5 リニエジ構造の発生
- 7.3.6 無転位結晶を得ることの難易
- 文献
- 8．2元系結晶
- 8.1 平衡状態における直線状ステップの構造
- 8.1.1 結晶表面および蒸気相の状態
- 8.1.2 直線状ステップの構造
- 8.1.3 平衡分圧の性質
- 8.2 ステップの前進速度とその分圧依存性
- 8.2.1 直線状ステップの前進速度
- 8.2.2 前進速度の分圧依存性
- 8.2.3 等間隔に存在する平行ステップ列の前進速度
- 8.3 結晶面の成長速度
- 8.4 環境相における2原子分子Ｂ2の効果
- 8.4.1 直線状ステップの前進速度
- 8.4.2 分圧依存性
- 8.4.3 結晶面の成長速度
- 8.4,4 実験との対比
- 8.4.5 残された問題点
- 文献
- 9．結晶の形
- 9.1 平衡形の現象論
- 9.1.1 ウルフの定理
- 9.1.2 ウルフの作図
- 9.1.3 W-図形の分子論
- 9.1.4 フランクの作図
- 9.1.5 段丘構造をもつ結晶面
- 9.1.6 平衡形の実測
- 9.2 着脱平衡からみた平衡形
- 9.2.1 問題の提起
- 9.2.2 分子の着脱平衡(無限結晶)
- 9.2.3 有限結晶の取扱い
- 9.3 成長形
- 9.3.1 成長形と成長速度
- 9.3.2 環境変化に敏感な成長形
- 文献
- 10．成長形の安定性
- 10.1 成長形の安定性とその扱い方
- 10.2 等方性固体の取扱い
- 10.2.1 基本となる事項
- 10.2.2 熱拡散のみの場合
- 10.2.3 熱拡散とともに物質拡散のある場合
- 10.2.4 実験との対比
- 10.3 多面体有限結晶の取扱い
- 10.3.1 ベルグ効果
- 10.3.2 安定な成長
- 10.3.3 不安定性の発生
- 文献
- 付録
- A 単結晶育成法
- B 溶液成長での溶媒和効果
- B.1 溶液成長での問題点
- B.2 BCF理論の修正
- C 不純物効果
- C.1 不純物の成長抑制効果
- C.2 パンチング
- 索引
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