1990 Fiscal Year Annual Research Report

ス-パ-ファインセラミックスの概念設計と要素技術の開発

Research Project

Project/Area Number	02403018
Research Institution	Tokyo Institute of Technology
Principal Investigator	鯉沼秀臣東京工業大学, 工業材料研究所, 教授 (70011187)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	関根理香東京工業大学工業材料研究所, 寄附研究部門, 教員 (50211321) 吉本護東京工業大学工業材料研究所, 講師 (20174998) 川合真紀東京工業大学工業材料研究所, 教授 (70177640)
Keywords	ス-パ-ファインセラミックス / 原子層制御 / セラミックス層エピタキシ- / RHEED強度振動 / レ-ザ-MBE / 光MOCVD / セラミックス人工超格子 / 高温超伝導酸化物
Research Abstract	本研究は、金属や半導体に比べて組成的にも構造的にも複雑なセラミックスの多様性を、原子レベルでの構造設計とそれを実現するプロセスの開発という観点から捉えて問題を整理し、波動力学の支配する新しいセラミックス(ス-パ-ファインセラミックス)を開拓することを目的として研究を進めた。その結果、以下のことを明らかにした。 (1)原子層レベルで制御したセラミックスヘテロエピタキシャル薄膜を作成する新しい方法として、レ-ザ-アブレ-ションを超高真空下に行うレ-ザ-MBE法を考え,独自に装置を設計・製作した。これを用い、種々のセラミックスのエピタキシャル成長過程を調べた。従来困難と考えられていた、セラミックスの2次元層状成長にもとづくRHEED強度振動を、CeO_2/Si(100),SrTiO_3/SrTiO_3(001),(Ca,Sr)CuO_2/SrTiO_3(001)のエピタキシャル成長において観察することに成功した。その振動周期の長さから、イオン結合性の強い酸化物においては、成長単位として電荷中性を保持できる最小構成ユニットが考えられた。 (2)レ-ザ-MBE法により、成膜過程をRHEEDでその場観察しながら、SrCuO_2/SrTiO_3,SrVO_3/SrTiO_3,Nd_2O_3/CeO_2の各セラミックス人工超格子をほぼ設計通りに作製することができた。周期構造は,本研究備品である高分解能走査電子顕微鏡で確認することができた。またSrCuO_2/SrTiO_3超格子において、各層厚を電子のコヒ-レンス長程度にした時,電気的挙動が,金属的なものから半導体的なものに変化することを見い出した。 (3)光MOCVD用原料の高純度化と光吸収特性評価を行い,セラミックスの低温合成(〈500℃)のための薄膜化要素技術の検討を行った。低圧水銀ランプ紫外光照射が、Bi系超伝導体に関連する酸化物薄膜の低温合成に有効であることを実証した。

Research Products

(8 results)

All Other

All Publications (8 results)

[Publications] H.Koinuma: "Epitaxial Growth of Ceramic Layers by Laser MBE" Ext.Abst.of 22nd Conf.on Solid State Devices and Materials. 933-936 (1990)
[Publications] M.Yoshimoto: "In situ RHEED Observation of CeO_2 Film Growth on Si by Laser Ablation Deposition in Ultra high Vacuum" Japanese Journal of Applied Physics. 29. L1199-1202 (1990)
[Publications] H.Koinuma: "Fabrication by Laser MBE and in situ Characterization of Layered Cuprates" Proc.of 3rd Int.Symp.on Superconductivity,Sendai(ISS'90). (1990)
[Publications] M.Yoshimoto: "Novel Process for Ceramic Epitaxy Using Laser MBE" Proc.of Mater,Res,Soc.1990 Fall Meeting,Boston. (1990)
[Publications] T.Hashimoto: "Purification and UVーVIS Spectra of CVD Sources for Superconducting Films" Japanese Journal of Appled Physics. 29. L2215-2218 (1990)
[Publications] H.Koinuma: "In situ RHEED and XPS Studies on Ceramic Layer Epitaxy in UHV System" Proc.of 4th Conf.on Superconductivity and Applications,New York.(1990)
[Publications] 鯉沼秀臣: "「セラミックス」:“新超伝導セラミックスの設計と薄膜技術"" 日本セラミックス協会, 1142-1149 (1990)
[Publications] 鯉沼秀臣: "「機能材料」;“高温超伝導薄膜作製のキ-ポイントとヘテロ接合技術"" (株)シ-エムシ-出版, 5-13 (1990)

1990 Fiscal Year Annual Research Report

ス-パ-ファインセラミックスの概念設計と要素技術の開発

Principal Investigator

鯉沼 秀臣 東京工業大学, 工業材料研究所, 教授 (70011187)

Research Products

[Publications] H.Koinuma: "Epitaxial Growth of Ceramic Layers by Laser MBE" Ext.Abst.of 22nd Conf.on Solid State Devices and Materials. 933-936 (1990)

[Publications] M.Yoshimoto: "In situ RHEED Observation of CeO_2 Film Growth on Si by Laser Ablation Deposition in Ultra high Vacuum" Japanese Journal of Applied Physics. 29. L1199-1202 (1990)

[Publications] H.Koinuma: "Fabrication by Laser MBE and in situ Characterization of Layered Cuprates" Proc.of 3rd Int.Symp.on Superconductivity,Sendai(ISS'90). (1990)

[Publications] M.Yoshimoto: "Novel Process for Ceramic Epitaxy Using Laser MBE" Proc.of Mater,Res,Soc.1990 Fall Meeting,Boston. (1990)

[Publications] T.Hashimoto: "Purification and UVーVIS Spectra of CVD Sources for Superconducting Films" Japanese Journal of Appled Physics. 29. L2215-2218 (1990)

[Publications] H.Koinuma: "In situ RHEED and XPS Studies on Ceramic Layer Epitaxy in UHV System" Proc.of 4th Conf.on Superconductivity and Applications,New York.(1990)

[Publications] 鯉沼 秀臣: "「セラミックス」:“新超伝導セラミックスの設計と薄膜技術"" 日本セラミックス協会, 1142-1149 (1990)

[Publications] 鯉沼 秀臣: "「機能材料」;“高温超伝導薄膜作製のキ-ポイントとヘテロ接合技術"" (株)シ-エムシ-出版, 5-13 (1990)

鯉沼秀臣東京工業大学, 工業材料研究所, 教授 (70011187)

[Publications] 鯉沼秀臣: "「セラミックス」:“新超伝導セラミックスの設計と薄膜技術"" 日本セラミックス協会, 1142-1149 (1990)

[Publications] 鯉沼秀臣: "「機能材料」;“高温超伝導薄膜作製のキ-ポイントとヘテロ接合技術"" (株)シ-エムシ-出版, 5-13 (1990)