Top > Search of Japanese Patents > METHOD OF GROWING BULK SINGLE CRYSTAL BETA IRON SILICIDE CRYSTAL FROM LIQUID PHASE

METHOD OF GROWING BULK SINGLE CRYSTAL BETA IRON SILICIDE CRYSTAL FROM LIQUID PHASE

Patent code P04A005603
File No. ShIP‐Z008
Posted date Jan 18, 2005
Application number P2000-371387
Publication number P2002-173400A
Patent number P3520333
Date of filing Dec 6, 2000
Date of publication of application Jun 21, 2002
Date of registration Feb 13, 2004
Inventor
  • (In Japanese)野瀬 康男
  • (In Japanese)倉本 護
  • (In Japanese)百瀬 与志美
  • (In Japanese)立岡 浩一
  • (In Japanese)桑原 弘
Applicant
  • (In Japanese)学校法人静岡大学
Title METHOD OF GROWING BULK SINGLE CRYSTAL BETA IRON SILICIDE CRYSTAL FROM LIQUID PHASE
Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of growing a large-sized and high-quality beta iron silicide bulk single crystal adequately usable for high-performance thermoelectric devices from a liquid phase.

SOLUTION: An α-FeSi2 as a source 15 is vacuum sealed at 1 to 3 g and Sb as a solvent 16 at about 10 g into a quartz vessel 14 previously subjected to cleaning treatment. The quartz vessel in which the raw materials are housed is heat treated for 100 hours by setting a source packed section 12 at 900°C and a growth section 13 at 850°C in such a manner that the source packed section 12 attains the temperature higher than the temperature of the growth section at all times, by which β-FeSi2 is grown. The crystal is confirmed to be a single crystal β-FeSi2 phase from X-ray diffraction of the formed β-FeSi2.

Outline of related art and contending technology (In Japanese)鉄シリサイド(β-FeSi2)は熱電変換効率が高く、熱電デバイスへの応用が期待される材料として知られている。しかしながら鉄シリサイドは融点が高く、さらにFe-Si系は異なる組成比、異なる結晶構造を有する多くの相が存在するので、デバイスへの応用に必要な大きさを有するとともに優れた品質の結晶を作製することが困難である。特にFeとSiとの組成比が1:2であるFeSi2では、高温相としてα-FeSi2が存在するため、融液からの成長が不可能である。現在まで、鉄シリサイド結晶は一般に焼結法により作製されているものの、この方法で作製された結晶は品質が劣っており、デバイスの性能劣化を引き起こしている。最近では、化学輸送法やGa、Inを溶媒とした液相成長法によりバルク結晶が作製されているが、熱電デバイス応用に必要な大きさを有する結晶を作製することはできない。また、現在知られている比較的大きな結晶は多結晶であり、単結晶においては不規則な形状をした1mm程度の大きさの結晶しか得られていない。なお、これまでにSbを溶媒とした液相成長によりα相の成長を抑制したβ-FeSi2結晶の成長が行なわれているが、得られる結晶は粒状の多結晶にとどまっている。このように、熱電デバイスに応用可能な大型で高品質のベータ鉄シリサイド単結晶を作製する方法は、未だ得られていないのが現状である。
Field of industrial application (In Japanese)本発明は、シリサイド結晶成長法に係り、特に大型・高品質のβ鉄シリサイドバルク単結晶を作製する方法に関する。
Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
  第1の加熱温度、および前記第1の加熱温度より高温の第2の加熱温度の間で勾配を設けて温度制御される抵抗加熱炉を準備する工程と、ソース充填部および成長部を有する石英容器内に、溶媒としてのSbおよび溶質としてのα-FeSi2を収容する工程と、前記石英容器の前記ソース充填部および前記成長部が、前記第2の加熱温度および前記第1の加熱温度でそれぞれ加熱されるよう、前記石英容器を前記抵抗加熱炉内に設置する工程と、前記抵抗加熱炉の前記第2の加熱温度を前記第1の加熱温度より常に高く維持しつつ、前記Sbおよびα-FeSi2を加熱することにより、β-FeSi2バルク単結晶を成長する工程とを具備する鉄シリサイド単結晶成長法。
Industrial division
  • Alloy
  • Solid device
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

※Click image to enlarge.

09296_01SUM.gif
State of application right Right is in force
Please contact us by E-mail or facsimile if you have any interests on this patent.


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close