レーザーインプランテーション法によるセラミック材料の高機能化

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04650027
• Research Institution: Kinki University
• Principal Investigator: 中山 斌義 近畿大学, 理工学部電気工学科, 助教授 (60023313)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 橋新 裕一 近畿大学, 理工学部電気工学科, 助手 (90156266) ; 久保 宇市 近畿大学, 理工学部電気工学科, 教授 (80088335)
• Keywords: レーザーインプランテーション / 表面改質 / セラミックス / 生体親和性材料 / 微細金属配線技術 / アルミナ

Research Abstract

本研究は、レーザーインプランテーション法を用いてセラミック材料の改質を行い、本来のセラミックとしての性質以外の機能をその表面に付与するものである。
本年度に得られた結果を以下に述べる。これらの結果の一部は、学術雑誌に投稿準備中である。
1.表面導電性絶縁材料の開発に関する結果
(1)SiO_2の表面にCu原子をインプラントし、この表面に導電性を持たせることが出来た。
(2)光電子分光法により、インプラントされたCu原子は表面近傍では金属状態で存在することが判った。しかし深部では、基板のSiO_2のO原子と化学結合しCuOの形になっていることが判明した。このことから、レーザー照射により、蒸着したCu膜の密着度が向上する原因が判った。
(3)この方法の応用として、マスクパターンを用いてSiO_2表面にパターンニングを行った。その結果、現時点では40ミクロンの線幅で描画出来、微細金属配線技術の新しい方法として実用化の可能性を示す事が出来た。
2.生体親和性材料の開発に関する結果
(1)Al2O3にCa原子をレーザーインプラントすることが出来た。
(2)ラザフォード後方散乱法によれば、Caのインプラント深さは、蒸着したCa厚の2倍程度である事が判った。
(3)Al2O3にP原子を燐酸カルシュームの形で塗布し、レーザー照射した試料では、照射回数が少ない方がP原子のインプランテーションには適している事が判った。