この実験は溶液結晶化観察装置(SCOF)という装置を使って行います。
ファセット実験用の供試体(注1)外観を図3に、供試体内部を図4に示します。
まず、試料(ザロール/ブタノール)を薄いガラスの容器(図5)に入れ、両端に温度差を与えながら、平らな面からファセット成長させていきます。
結晶成長の様子は透過光で観察する顕微鏡(振幅変調顕微鏡)でとらえます(図6(a))。
振幅変調顕微鏡は結晶の形を正確に見るための顕微鏡です。
また、温度と濃度の変化を測定するためにマッハツェンダー型干渉顕微鏡を用います。
これは、溶液中の濃度や温度により屈折率が変化する現象をもとに、光の干渉作用を利用して濃度分布や温度分布を等高線のように表す(図6(b),(c))顕微鏡です。
この干渉顕微鏡を用いて、新たなファセット結晶ができるときの結晶近傍の温度、濃度を正確に計測することができます。
この実験によって、ファセット成長にどのような要因が関係しているのか明らかになれば、ファセット成長のプロセスを理論的に説明することができ、実際の材料製造工程への応用が期待できます。
また、水晶やメノウのようなファセットをもつ天然の鉱物がどのようにしてできるかについても理解が深まると考えられます。
注1:各実験用に製作した小型実験装置のことを「供試体」と呼んでいます。
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図6 振幅変調顕微鏡(左上)とマッハツェンダー型干渉顕微鏡(右上・左下)で見た結晶のファセット
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