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Ir基及びRu基薄膜金属ガラスの探査と物性値調査

Research Project

Project/Area Number 17760561
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Structural/Functional materials
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

櫻井 淳平  東京工業大学, 精密工学研究所, 助手 (40345385)

Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2005: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Keywords金属ガラス / コンビナトリアルマテリアル / アモルファス / MEMS・NEMS / 金型材料 / MEMS / 薄膜金属ガラス
Research Abstract

本年度は,前年度で得たRu-Zr-Al薄膜金属ガラスの知見を基に,Ru-Zr-X (X=Fe, Si, Co, Mo)合金系でコンビナトリアルアークプラズマ蒸着法による,金属ガラスの探査を行った.その結果,Si, Fe, Co添加では非晶質領域は拡大したが,金属ガラスを見出すことはできなかったが,Ru-Zr-Moで金属ガラスになる組成を発見した.
上記の研究から,Ru-Zr系非晶質合金薄膜は973K以上の結晶化温度を示すため,高温材料として期待できる.そこで,Ru-Zr系非晶質合金薄膜のガラス金型及びSiナノデバイスのメタルゲートへの応用について検討した.
ガラスレンズ用金型材料の検討のため,Ru-Zr-Al及びRu-Zr-Mo非晶質合金薄膜について,溶融ガラスとの融着性及び被削性について評価を行った.その結果,いずれの試料も溶融ガラスとの融着性は乏しかった.しかし,被削性はよくなかった.BNC切削ツールでは,切削することはできたが,ダイヤモンドツールで加工を行うと,工具の磨耗が著しかった.これは,RuがFeと同じ族に属するため,Feと同様に,Ru中にダイヤモンドの炭素が拡散したためと考えられる.Ru-Zr系非晶質合金薄膜のガラスレンズ金型への応用は,材料の被削性及び切削技術の改良が必要である.
Siナノデバイスのメタルゲート材料は,内部組織によらず,仕事関数が高く,ばらつきが少ないことが望まれる.また,デバイスの製作過程でブラッシングを行うため,結晶化温度が高いRu-Zr系非晶質合金薄膜が有力な候補材料として期待できる.そこで,Ru-Zr-Al非晶質合金薄膜について,仕事関数の組成依存性を調べた.その結果,非晶質領域で,組成の変化に伴い,4.8〜3.5eVの範囲で高い仕事関数を示した,以上の結果から,Ru-Zr-Al非晶質合金薄膜は,Siナノデバイスのメタルゲート材料として期待できる.

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2007 2006 2005

All Journal Article (5 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Searching for Novel Ru-Based Thin Film Metallic Glass by Combinatorial Arc Plasma Deposition2007

    • Author(s)
      Junpei Sakurai, Seiichi Hata, Ryusuke Yamauchi, Akira Shimokohbe
    • Journal Title

      Jpn. J. Applied Physics 46・No. 4A

      Pages: 1590-1595

    • NAID

      10018901041

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Combinatorial Arc Plasma Deposition of Thin Film.2006

    • Author(s)
      Seiichi Hata, Ryusuke Yamauchi, Junpei Sakurai, Akira Shimokohbe
    • Journal Title

      Jpn. J. Applied Physics 45. No4

      Pages: 2708-2713

    • NAID

      40007227498

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Searching for Ru-based Amorphous Thin Film and Thin Film Metallic Glass with Combinatorial Arc Plasma Deposition2006

    • Author(s)
      Junpei Sakurai, Seiichi Hata, Ryusuke Yamauchi, Akira Shimokohbe
    • Journal Title

      Book of Abstracts in 4th International Workshop on Combinatorial Materials Science & Technology

      Pages: 41-41

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] The Search for Novel Amorphous Thin Films using Combinatorial Arc Plasma Deposition2006

    • Author(s)
      Seiichi Hata, Ryusuke Yamauchi, Junpei Sakurai, Akira Shimokohbe
    • Journal Title

      Book of Abstracts in 4th International Workshop on Combinatorial Materials Science & Technology

      Pages: 63-63

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Evaluation of Mo-based Amorphous Alloy Thin Films Exhibiting High Crystallization Temperature2005

    • Author(s)
      Junpei Sakurai, Seiichi Hata, Ryusuke Yamauchi, Akira Shimokohbe
    • Journal Title

      Proc.of 2005 MRS Fall Meeting (2005.11,Boston, MA, USA) (accept)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] Mo系耐熱アモルファス合金2005

    • Inventor(s)
      桜井 淳平, 秦 誠一, 下河辺 明
    • Industrial Property Rights Holder
      理工学振興会
    • Industrial Property Number
      2005-174033
    • Filing Date
      2005-06-14
    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] Ru系アモルファス合金および光学素子成型用金型2005

    • Inventor(s)
      秦 誠一, 桜井 淳平, 下河辺 明, 細江 秀, 鍋田 博之
    • Industrial Property Rights Holder
      理工学振興会
    • Industrial Property Number
      2005-304908
    • Filing Date
      2005-11-28
    • Related Report
      2005 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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