研課題
J-GLOBAL ID:200904050220596652  研究課題コード:0350016182 更新日:2006年01月27日

液柱内温度差マランゴニ対流における振動流の能動的制御

Active control of oscillatory thermocapillary convection in a half-zone liquid bridge
実施期間:2001 - 0
実施機関 (1件):
実施研究者(所属機関) (3件):
研究概要:
材料科学分野において,フローティングゾーン法(FZ法)の研究が行われている.FZ法は半導体単結晶育成法の1つであり,LSI等に用いる高純度シリコンウエハの製造に用いられる.この方法は,多結晶シリコンロッドに沿ってリングヒータによる高周波加熱を行い,多結晶を溶融した後,再結晶化させることで結晶構造を改善し,その品質の向上を図るものである.さまざまな好条件が得られる宇宙環境の利用により,地上では得られない大きくかつ高品位のシリコンの精製が試みられた.しかし,地上では覆い隠されていた濡れ性や表面張力などの比較的弱い力の効果が顕在化し,特に温度勾配による表面張力差を駆動力とするマランゴニ対流が,単結晶の成長に影響を与え,純度の高い単結晶を精製できないことがわかった.この技術的な問題により,マランゴニ対流の研究が行われるようになった.研究の多くは,FZ法の半分の領域を模擬したハーフゾーンモデル(HZモデル)を用いて,結晶品質に影響を及ぼすと考えられる対流場の不安定機構,および対流場の構造などを調査したものである.この不安定機構を知ることは,実用的にも重要な課題であるが,伝熱と流体が相互に影響を及ぼす複雑なものであり,熱・流体力学的観点からも非常に興味深くかつ未解決な課題となっている.またこれらの研究に加えて,不安定な対流場に対し制御を行い,これを安定化させることは実用的に非常に重要な課題であるが,また,強い非線形領域を対象とするために,流体制御の分野において非常に新しい学術的課題でもある.
キーワード (1件):
温度差マランゴニ対流,ハーフゾーン液柱,能動的制御実験,微小重力
研究制度: -

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