2013 Fiscal Year Annual Research Report
次世代透明半導体・高密度窒化ホウ素のプラズマ・レーザによる低コスト合成法
| Project Area | Creation of Science of Plasma Nano-Interface Interactions |
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| Project/Area Number |
21110011
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
小松 正二郎 独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, その他 (60183810)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 一昭 独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, その他 (00354150)
知京 豊裕 独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, その他 (10354333)
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| Project Period (FY) |
2009-07-23 – 2014-03-31
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| Keywords | プラズマ / レーザー / 窒化ホウ素 / 薄膜 / 自己組織化 / 多形 |
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| Research Abstract |
本研究では“ナノ界面とプラズマの相互作用”の効果が作製された材料において発現する状況を実験的に作り出し、その結果を理論的に解析することによって本プロジェクトの主題を物質科学の側面から追求した。ここではX線解析による結晶構造決定が重要な役割を果たし(1)新たな多形構造の合成・発見に導いた。これらの多形構造を一般無機化学的に解析する新たな手法として、(2)Komatsu Diagramを提案し、①hexagonality、②close-packing index、③準安定エネルギー、④イオン結合性指数Iの四者間にある規則性を明らかにできた。更に、（レーザ支援）プラズマCVDにおける非平衡相の発現する機構として、(3)Bond-Strength-Initiative Ruleを発見・提案し、初期核生成を支配する熱力学は局所的なものであり、（非平衡相）結晶構造の発現が、化学反応速度論的にコントロールされた結果であることを立証した。半導体としてのBNの透明性を積極的に応用した例として、われわれの知る限り世界で初めて(4)太陽電池の試作に成功した。本BNのミクロコーン・モルフォロジーを活かした(5)電界電子放出特性の特異性（遷移現象）について非線型力学系モデルを用いることで初めてその本質が解明できた。プラズマCVD系に基板の回転運動とパルス・レーザーによる周期的エネルギー注入を導入することで(6)三層の階層的なパターン形成の発現することを見出した。これは化学的揺動による自己組織的パターン形成の新たな例である。又、(7)BNミクロコーンの周囲に発達した同心円状波紋模様の発見とその定量的解明を行った。これによって、サブミクロン―ナノ領域における光学-化学作用としての紫外光励起プラズマCVDにおいて、薄膜成長が光励起表面反応であることの直接的な証明が得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(3 results)
