山梨大学
大学院 総合研究部 工学域
物質科学系(クリスタル科学研究センター)

顔写真
准教授

綿打 敏司

ワタウチ サトシ
Watauchi Satoshi

経歴

  1. 山梨大学助手 1997/04/01-2002/06/30
  2. 山梨大学助教授 2002/07/01-2007/03/31
  3. 文部科学省 甲種 長期在外研究員 10ヶ月間 2002/10/01-2003/07/31
  4. 米国 プリンストン大学 客員研究員 6ヵ月間 2005/07/01-2006/01/01
  5. 山梨大学准教授 2007/04/01

研究分野

  1. 結晶工学 結晶成長
  2. 無機工業材料 無機化学

研究キーワード

  1. シンチレータ
  2. シリコン太陽電池
  3. 酸化物
  4. 半導体
  5. 単結晶
  6. 結晶成長

研究テーマ

  1. 半導体および酸化物の単結晶育成
  2. 新規赤外線集中加熱浮遊帯域溶融法の開発

著書

  1. 監修 早瀬修二 - CMC出版 2016/01/26
  2. 監修 福田承生 - CMC出版 2006/03/01

論文

  1. 研究論文(学術雑誌) 共著 Control of the solid-liquid interface during growth of a Ce-doped Gd2Si2O7 crystal by the traveling solvent floating zone method Watauchi, Satoshi Matsuya, Kohei Nagao, Masanori Tanaka, Isao Kurosawa, Shunsuke Yokota, Yuui Yoshikawa, Akira JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH Elsevier 468, 465-468 2017/06/15 0022-0248 The growth conditions of Ce-doped Gd2Si2O7 crystals, using the infrared convergent heating floating zone method, were optimized to make the shape of the crystal-melt interface flat or convex. The shape of the crystalmelt interface, meaning the interface between the molten zone and the grown crystal, was evaluated quantitatively using the convexity (h/r) as a parameter. The h/r value was found to be systematically dependent on the crystal diameter, the focus position of the ellipsoidal mirror for infrared convergent heating, and the lamp power used during crystal growth. For an 8.2-mm-diameter crystal grown using conventional conditions, the h/r value was -0.8, which indicates that the crystal-melt interface had a concave shape. The h/r value increased with the position of the ellipsoidal mirror, going from -0.8 for the -8 mm mirror position, to -0.5 for the + 6 mm mirror position. Lastly, when the lamp power increased from 5.8 to 7.0 kW, the h/r value increased from -0.6 to -0.3, which was the maximum value observed, indicating that a flat or convex crystal-melt interface was not obtained.
  2. 研究論文(学術雑誌) 共著 Effects of growth parameters on silicon molten zone formed by infrared convergent-heating floating zone method Md. Mukter Hossain Satoshi Watauchi Masanori Nagao Isao Tanaka JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH 459, 105-111 2017/02/01 0022-0248 The effects of rotation rate, filament size, mirror shape, and crystal diameter on the shape of the silicon molten zones prepared using the infrared convergent-heating floating zone method were examined. The crystal rotation rate did not significantly affect the shape of the feed-melt or crystal-melt interfaces, gap between the crystal and feed, zone length, or lamp power required to form the molten zone. More efficient heating was achieved using lamps with smaller filaments and ellipsoidal mirrors with higher eccentricity. The convexity of both the feed and the crystal sides of the molten zone decreased with increasing crystal diameter. However, the required lamp power, gap, and zone length increased with increasing crystal diameter. The stability of the molten zone seemed to reduce with increasing crystal diameter. The minimum melt width divided by the crystal diameter was found to be a good parameter to describe the stability of the molten zone.
  3. 共著 Growth and Structure of Ce(O,F)SbS2 Single Crystals Nagao, Masanori Tanaka, Masashi Matsumoto, Ryo Tanaka, Hiromi Watauchi, Satoshi Takano, Yoshihiko Tanaka, Isao CRYSTAL GROWTH & DESIGN 16/ 5, 3037-3042 2016/05/04 1528-7483 Ce(O,F)SbS2 single crystals were successfully grown using a CsCl/KCl flux method. All of the obtained crystals have a plate-like shape with a typical size of 1-3 mm in a well-developed plane. The c-axis lattice parameter of Ce(O,F)SbS2 tends to decrease with an increase of the F-content in the crystals. The crystal structure of CeOSbS2 was determined to be monoclinic P2(1)/m with lattice parameters of a = 4.031(6) angstrom, b = 4.034(6) angstrom, c = 13.06(2,) angstrom, beta= 97.461(13)degrees by single tryStal X-ray structural analysis. The bond valence sum estimation and X-ray photoelectron spectroscopy analysis showed that the chemical state of Ce was in the mixed valence of Ce3+ and Ce4+. The Ce(O,F)SbS2 was insulating with high electrical resistivity more than similar to 10 k Omega.cm at room temperature and showed a magnetic transition around 6 K. Single crystals of R(O,F)SbS2 (R = La, Pr, Nd) with a similar plate-like shape also could be grown with the same method.
  4. 研究論文(学術雑誌) 共著 Structure, Superconductivity, and Magnetism of Ce(O,F)BiS2 Single Crystals (vol 15, pg 39, 2015) Miura, Akira Nagao, Masanori Takei, Takahiro Watauchi, Satoshi Mizuguchi, Yoshikazu Takano, Yoshihiko Tanaka, Isao Kumada, Nobuhiro CRYSTAL GROWTH & DESIGN 16/ 4, 2459-2459 2016/04/06 1528-7483
  5. Effects of tilt angle of mirror-lamp system on shape of solid-liquid Md. Mukter, Hossain,Satoshi, Watauchi,Masanori, Nagao,Isao, Tanaka JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH 433/ 1, 24-30 2016/01/01

研究発表

  1. 口頭発表(一般) IR-FZによるルチル単結晶の育成における集光位置の移動効果 2017年 第64回応用物理学会春季学術講演会 2017/03/14 赤外線集中加熱浮遊帯溶融法によるルチル単結晶の育成に対する回転楕円鏡の集光位置の移動効果を調べた結果を報告する。集光位置が原料と育成結晶の回転中心である従来の配置では原料を大口径化するほど溶融帯の安定保持が困難になった。集光位置を溶融帯表面に近づく方向に2~4mm程度移動させると溶融帯保持が容易になった。しかし、移動させる距離が大きくなるに従って育成開始時の種付けは困難になった。これらをはじめ回転楕円鏡の集光位置の移動効果を報告する。
  2. ポスター発表 Xe ランプ加熱式IR-FZ 法によるPr 添加Lu3Al5O12単結晶の育成条件の探索 第 11 回日本フラックス成長研究発表会 2016/12/09
  3. 口頭発表(招待・特別) Effects of the Mirror Arrangement on the Crystal Growth by the Infrared Convergent Heating Floating Zone (IR-FZ) Method The 33rd International Korea-Japan Seminar on Ceramics (K-J Ceramics 33) 2016/11/17
  4. 口頭発表(一般) Xeランプ加熱式FZ法によるSrTiO3大口径単結晶の育成 第32回日本セラミックス協会関東支部研究発表会 2016/09/20
  5. 口頭発表(一般) IR-FZ育成における育成条件の溶融帯界面形状に対する効果 2016年 第77回応用物理学会秋季学術講演会(朱鷺メッセ) 2016/09/14 IR-FZ法でも大口径化できれば,量産に広く用いられると考え,その技術開発に関する研究を行い,これまでにシリコン結晶径を45mmまで拡大できることを報告してきた。更なる大口径化には,高出力の加熱光源を用いるなど,より効果的な集中加熱が必要なことを踏まえ,本研究では,結晶育成に必要とされるランプ出力に着目し,育成時の結晶回転速度,加熱光源の定格出力,回転楕円鏡の離心率などを変化させた効果について報告する。

上記以外の発表の総数

  1. 2014 15 15
  2. 2013 9 0 9
  3. 2012 10 0 10

受賞

  1. 優秀教員奨励制度による受賞 2014/03/20 2012年度の活動

担当授業科目

  1. 熱力学
  2. ワインと宝石
  3. 固体構造化学特論
  4. 化学工学
  5. 応用工学実験I

所属学協会

  1. 日本結晶成長学会 2002/04
  2. 応用物理学会超伝導分科会 2001/01
  3. 日本セラミックス協会 1997/04
  4. 日本物理学会 1996/12
  5. 応用物理学会 1994/06

学外委員

  1. 日本セラミックス協会関東支部 常任幹事 2017/04/01-2018/03/31
  2. 日本学術振興会 第161委員会  運営委員 2017/04/01-2018/03/31
  3. 日本結晶成長学会 理事(教育公益委員会) 2016/04-2019/03
  4. 日本セラミックス協会関東支部 常任幹事 2016/04-2017/03
  5. 日本学術振興会 第161委員会  運営委員 2015/04-2017/03