超高温高周波誘導プラズマを利用した多成分系酸化物薄膜の合成

• Project/Area Number: 61550038
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 応用物理学一般(含航海学)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 香川 昌宏 東北大, 金属材料研究所, 助手 (80005967)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 庄野 安彦 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (80013481)
• Project Period (FY): 1986
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1986)
• Budget Amount: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 1986: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
• Keywords: 超高温プラズマ / 酸化物 / 薄膜 / CVD / 超微粒子

Research Abstract

1 薄膜の合成法と合成条件の検討
周波数6MHz最高出力15KWの発振器で発生させた5000K以上の超高温アルゴン高周波誘導プラズマ(ICP)に、金属塩の水溶液を霧状にして送り込み、ICP中に置いた石英基板上に酸化物薄膜を生成させる。基板は、均一な膜厚の薄膜を得るために首振り回転装置で駆動されるスラージに載せ、ICPにより600〜1700℃に直接加熱される。
2 相の同定と副成分の影響
(1)Zr【O_2】薄膜ー膜成長は正方晶Zr【O_2】(t-Zr【O_2】)の生成によって開始し、30mm以上の膜厚では単斜晶Zr【O_2】(m-Zr【O_2】)となる。100nmまでは透明な膜が得られ、それ以上になると透明度を失い、1μm程度の膜厚では柱状の膜となる。3mol%-【Y_2】【O_3】を添加すると生成膜はt-Zr【O_2】となり、10mol%-【Al_2】【O_3】の添加は膜を生成せず、超微粒子の集合体となる。
(2)【La_2】【O_3】薄膜ー(002)面が著るしく成長した膜が得られる。
(3)NiO薄膜ー(200)面の成長が大きい。超微粒子の集合体ではなく、完全な薄膜として成長している。
(4)【Co_3】【O_4】薄膜ー薄膜とはならず、大きく成長した粒子の集合体である。
(5)【Cr_2】【O_3】薄膜ー非常に強固な薄膜を形成する。しかし、同じ条件で生成する超微粒子は、直径約1μm×厚さ約0.1μmの円盤状で、配向性を持つ事が期待されるのに対して、薄膜の場合は配向性が認められなかった。
3 今後検討すべき項目
(1)対象とする薄膜の種類を拡張する事。これには多成分系薄膜も当然含む。
(2)微粒子の集合体となるような、例えば、【Co_3】【O_4】の場合でも薄膜となるような生成条件を検討する事。
(3)薄膜の物性測定

Research Products

• [Publications] 香川昌宏: 8th International Symposium on Plasoma Chemistry.