白金酸化物積層膜の還元過程と高温情報センシング応用
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20K04571
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21050:Electric and electronic materials-related
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
島 隆之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 上級主任研究員 (10371048)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 酸化物 / 還元 / 情報記録 |
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| Outline of Research at the Start |
白金酸化物の還元温度は約860 Kと金属酸化物の中では比較的低い。この材料および還元温度では、室温では長期間にわたり安定に存在し、また半導体レーザー等の簡易な加熱源を用いれば容易に還元できる。還元前後の各状態の安定性と、光学特性の可変性の2つの特徴から、例えば情報記録や高温センサーへの応用が可能である。本研究ではこの積層構造において、還元温度、還元前後での光学特性、活性化エネルギー、記録の保存寿命などを評価し、積層がもたらす効果とその背景にある物理を、実験と解析から明らかにする。情報記録のコールドストレージ用途を具体的な応用例に、記録の長期保存に最適な積層条件を導出する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
還元が容易な酸化白金(PtOx, x≦2)と熱的に安定な酸化物(SiO2やTiO2など)の各薄膜を積層した構造において、酸化白金の還元過程および還元前後の熱的安定性について評価を行う。コールドストレージ用途の光記録媒体において、記録保存の長寿命化に求められる仕様の学術的な理解を深めるほか、AI・IoT社会および低炭素社会の到来でニーズが高まる情報センシングへの応用を図る検討を行う。令和4年度は主に酸化白金薄膜をレーザー光加熱により還元する検討を行った。市販のレーザー光加工装置を用い、レーザー光強度及び走査速度の各条件を最適化した結果、白金薄膜を得ることができた。具体的には、X線回折測定から白金由来の回折ピークが観測された。また金属が生成したことに伴い、周囲温度と電気抵抗値の間に強い正の相関が認められた。合わせて、レーザー光強度がより高いときは、薄膜はアブレーションして除去された。この加熱と除去を組み合わせた結果、白金薄膜をパターニングしてプラスチック基板上に形成することができた。この白金パターンは、温度計のほか、ボロメータなどの赤外線センサや電気配線に適用することが期待される。またフレキシブルな基板上に作製できる優位性も示された。今後は熱的に安定な酸化物（TiO2）や金属（Ti）を積層した状態で試験を行い、白金層の基板への密着性を向上させる検討を行う。またパターニングの微細化を検討し、多数のパターン作製と微細パターンの評価がそれぞれ行えるように検討を進める。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
社会情勢を鑑みて、情報センシングへの応用を検討する研究を優先して進めた。主に前年度行ったガス検出に関する成果は論文化された。今年度は新たに温度センサのテーマを中心に検討を進めたが、抵抗測定を行う際に測定が不安定となる事象を解決するために時間を要したため、下地層の効果を評価するまでには至らなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
作製した試料の抵抗測定を問題無く行うことができるようになったため、今後は熱的に安定な酸化物層を積層した条件で試験を行い、下地層の効果を明らかにする。また微細パターンを形成するための装置製作を早期に完成させ、特に多数のパターン形成と微細バターンの評価がそれぞれ行えるように取り組む。
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Report
(3 results)
Research Products
(1 results)
