2012.11/23 ＳｉＣスタックシミュレーション
炭化ケイ素（ＳｉＣ）は、大別するとαＳｉＣとβＳｉＣの２種類の結晶系が存在する。βＳｉＣは立方晶で１種類であるが、αＳｉＣには２Ｈ、６Ｈなど積層状態のわずかな違いで多数の種類が存在する。このような積層状態の違いで多数の結晶ができる現象を多形という。
約３０年ほど前、無機材質研究所へ留学しました時に、井上善三郎先生のご指導でＳｉＣの積層状態をシミュレーションするソフトウェアーを開発した。当時のコンピューターは１６ビットが普及し始め、ＰＣ９８０１のシェアーが伸びてきた時代である。言語は当初ＢＡＳＩＣで作成したが、５０層までの中間データを得るのに１ケ月かかった。これをＣで組むと１０日ほどで完了した。フロッピーへデータを書きだしていたので、ＣとＢＡＳＩＣの差は入出力がボトルネックとなりそれほどの差が出なかった。おそらくオンメモリーで計算したならばＣで１日だろうと思いました。
ＰＣ９８０１とＢＡＳＩＣの組み合わせで３ケ月かかって５０層まで計算した。面白いのは数千も多形が存在するのに２Ｈ、４Ｈ，６Ｈ、３Ｃを選択的に安定して合成できることです。６Ｈについては、温度条件が厳しく、４Ｈが出現したりするが、この安定に合成できる４つの結晶系以外は、不純物として観察できる程度であった。
昇華法でＳｉＣウェハーなどを製造できるのも多数の多形があるにもかかわらず、特定の結晶系が安定に生成するためであるが、これら結晶系の自由エネルギー差はわずかであり、生成機構に関わっていると推定している。約３０年前シミュレーションをしてこれまで時折眺めてはアイデアをためてきたので、スタックの形態に確率因子と結合因子を導入し、特定のスタックができるシミュレーションソフトの開発を目指したい。
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