Fundamentals of manipulation of energy relationship between solid and liquid

Supercooling degree associated with the change of free energy of melt

アニール温度により、融液の自由エネルギーは変化する。その結果、核形成や結晶成長に必要な駆動力、 ΔG を得るのに必要な過冷却度、ΔT は、融液の処理温度で変わってくる.

Diagram of unit cluster radius, critical nuclei radius and supercooling degree for crystallization, ΔT, as a function of annealing temperature of melt

アニール温度により、融液内のユニットクラスターの半径、臨界核半径が変化し、それに応じて核形成や 結晶成長に必要な駆動力が変わる。例えば、融液を低温でアニールするとユニットクラスターの半径を大きくなり、 単位体積あたりのクラスター数は減少する。これに伴い、融液のエントロピーは小さくなり、その結果、核形成や 結晶成長に必要な駆動力は、小さくなる。図中でユニットクラスター半径と臨界核半径が等しくなる温度は、融液を 準平衡的に冷却した時の均一核形成に伴う凝固温度に相当する。