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Development of silicon and nitrogen co-doped diamond-like carbon with high functionality

Research Project

Project/Area Number 18K04688
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
Research InstitutionHirosaki University

Principal Investigator

Nakazawa Hideki  弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (90344613)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywordsカーボン材料 / プラズマ化学気相成長法 / 電子・電気材料 / コーティング材料
Outline of Final Research Achievements

Diamond-like carbon (DLC) has a high mechanical hardness, high wear resistance, and low friction coefficient. Therefore, DLC films have industrial applications as protective hard coatings. In addition, DLC is of significant interest as a semiconductor material for soar cells. In this study, we have prepared silicon (Si) and nitrogen (N) doped DLC films and investigated correlations between the properties and the structure and chemical bonding. It was found that the addition of Si and N was very effective in improving the mechanical and tribological properties of the DLC films and developing their novel functions.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

SiとNを添加したDLCはC原子とN原子の結合形態が3種類存在し、C、Si、N間の結合が多様であることから、化学結合状態を制御することでDLCの特性を幅広く変化させることができる。原子間結合制御によって、SiとNを添加したDLCの特性を向上させ、更には新たな機能を付与することで、高温環境下などの過酷な条件で用いられるコーティング材料や高機能電子材料などとして新たな応用展開が可能になると考えられる。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2021 2020 2019 2018 Other

All Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Presentation] Influence of Hydrogen Gas Flow Ratio on the Properties of Silicon and Nitrogen Doped Diamond-Like Carbon Films by Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition2021

    • Author(s)
      H. Osanai, Y. Sasaki, Y. Ohtani, Y. Murono, M. Sato, Y. Kobayashi, Y. Enta, Y. Suzuki, H. Nakazawa
    • Organizer
      14th International Conference on New Diamond and Nano Carbons 2020/2021
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Annealing Effects on the Properties of Hydrogenated Diamond-Like Carbon Films Doped with Silicon and Nitrogen2021

    • Author(s)
      H. Nakazawa, K. Nakamura, H. Osanai, H. Koriyama, Y. Kobayashi, Y. Enta, Y. Suzuki, M. Suemitsu
    • Organizer
      14th International Conference on New Diamond and Nano Carbons 2020
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] プラズマ化学気相成長法によるケイ素および窒素を添加したダイヤモンドライクカーボン薄膜の特性評価2020

    • Author(s)
      中澤 日出樹
    • Organizer
      化学工学会 第51回秋季大会 (2020)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 窒素添加ダイヤモンドライクカーボン膜特性へのポストアニール効果2020

    • Author(s)
      長内 公哉,中村 和樹, 郡山 春人, 小林 康之, 遠田 義晴, 鈴木 裕史, 中澤 日出樹
    • Organizer
      2020年 日本表面真空学会 学術講演会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ポストアニールが窒素添加水素化DLC膜の機械的・光学的・電気的特性に及ぼす影響2020

    • Author(s)
      長内 公哉,室野 優太,佐藤 聖能,小林 康之,遠田 義晴,鈴木 裕史,中澤 日出樹
    • Organizer
      第34回ダイヤモンドシンポジウム
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 窒素添加DLC膜特性へのアニール効果2020

    • Author(s)
      長内公哉、中村和樹、郡山春人、小林康之、遠田義晴、鈴木裕史、中澤日出樹
    • Organizer
      日本表面真空学会東北・北海道支部学術講演会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] ポストアニールが窒素添加DLC膜特性に及ぼす効果2020

    • Author(s)
      長内 公哉、中村 和樹、郡山 春人、小林 康之、遠田 義晴、鈴木 裕史、末光 眞希、中澤 日出樹
    • Organizer
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 窒素を添加したDLC膜特性へのアニール効果2019

    • Author(s)
      長内公哉、中村和樹、郡山春人、小林康之、遠田義晴、鈴木裕史、末光眞希、中澤日出樹
    • Organizer
      電子情報通信学会電子部品・材料研究会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 炭素系薄膜の作製と評価2019

    • Author(s)
      中澤日出樹
    • Organizer
      電子情報通信学会電子部品・材料研究会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Si添加DLC薄膜への窒素添加の効果2018

    • Author(s)
      中村和樹、大橋遼、横山大、田島圭一郎、遠藤則史、末光眞希、遠田義晴、小林康之、鈴木裕史、中澤日出樹
    • Organizer
      電子情報通信学会電子部品・材料研究会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ケイ素及び窒素を添加したDLC薄膜の熱的安定性2018

    • Author(s)
      中澤日出樹、中村和樹、長内公哉、郡山春人、小林康之、遠田義晴、鈴木裕史、末光眞希
    • Organizer
      電子情報通信学会電子部品・材料研究会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ケイ素及び窒素を添加したDLC膜特性へのアニール効果2018

    • Author(s)
      中澤日出樹、中村 和樹、長内公哉、小林康之、遠田義晴、鈴木裕史、末光 眞希
    • Organizer
      第32回ダイヤモンドシンポジウム
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Remarks] 弘前大学 研究者総覧

    • URL

      http://hue2.jm.hirosaki-u.ac.jp/html/596_ja.html

    • Related Report
      2020 Annual Research Report 2019 Research-status Report
  • [Remarks] 弘前大学 研究者総覧

    • URL

      http://hue2.jm.hirosaki-u.ac.jp/html/596_ja.html

    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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