東北大、シリコン融液から液体急冷法を用いて直接バルク状アモルファスシリコンの形成に成功、リチウムイオン電池の電極材の性能高度化などの用途広げる

摘要

東北大学の研究グループは、「静電浮遊法」を用いて、液体シリコンを充分に過冷却させた状態を実現し、これを固化することによってアモルファスシリコンができることを見出した。さらに、この過冷却液体シリコンとアモルファスシリコンの間の関係が「準安定相聞の1次相転移」であることを実験的に明らかにした。融けたシリコンの温度を融点から約300°C以上下げるとアモルファスが形成されることを世界に先駆けて見出した。アモルファスシリコンは、太陽電池や半導体プロセスなどで薄膜状品が実用化されているが、単結晶シリコンのようにバルク状の大型製品は実現していない。今回の成果は、アモルファスシリコンに固有の融点が存在するという金属材料分野での新たな知見を得るとともに、「シリコンの融液から直接工業的にバルク状のアモルファスシリコンを生産する」道が開かれた、といえるものであり、バルクから作るアモルファスシリコン半導体以外にもリチウムイオン電池の負極材など、アモルファス金属の新たな利用分野の可能性を広げたといよう。