Elucidation of the Growth Mechanism of Ultra-Tough X2BC Phase via Time-Segmented Control of Multi-Species Accelerated Ion Flux

• Project/Area Number: 25K00993
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 14030:Applied plasma science-related
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 清水 徹英 東京都立大学, システムデザイン研究科, 准教授 (70614543)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): BRITUN Nikolay 名古屋大学, 低温プラズマ科学研究センター, 特任准教授 (70899971) ; EDWARDS Thomas 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究センター, 主任研究員 (80999384) ; 徳田 祐樹 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 研究開発本部機能化学材料技術部プロセス技術グループ, 主任研究員 (30633515)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000); Fiscal Year 2027: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2026: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2025: ¥10,270,000 (Direct Cost: ¥7,900,000、Indirect Cost: ¥2,370,000)
• Keywords: イオン化PVD / HiPIMS / 時分割パルス制御 / イオン流束 / X2BC構造

Outline of Research at the Start

本研究は、大電力パルススパッタリング(High-Power Impulse Magnetron Sputtering、以下HiPIMS)を用いた選択的イオン加速技術に関するこれまでの知見を礎として、多元スパッタ蒸着源におけるHiPIMSプラズマ現象の理解とそれに基づいたプロセス開発により、原子層レベルでの入射流束およびその入射エネルギーの時分割制御を図り、特異的なナノ周期構造により高硬度と高延性を両立する「X2BC」と呼ばれる次世代硬質膜材料の実現とその本格的な産業応用を目指すものである。