1997 Fiscal Year Annual Research Report
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09650011
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
渡辺 一郎 金沢大学, 工学部, 教授 (70019743)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
作田 忠裕 金沢大学, 工学部, 教授 (80135318)
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| Keywords | ダイヤモンド薄膜 / 高周波CVD / ESR / スピン密度 / 3弗化炭素 / ダングリングボンド |
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| Research Abstract |
出来る限り低常磁性欠陥のダイヤモンド薄膜を合成することを目的として、高周波(13.56 MHz)プラズマCVD装置に赤外線加熱を併用して、ダイヤモンド薄膜の合成を行った。原料として,エチルアルコールと4弗化炭素を水素で希釈した混合ガスを使うと,350℃の低温でも非ダイヤモンド成分の無い,低スピン密度の膜をこれまでに得ている。今回は低温での分解の良さを期待して,4弗化炭素の代わりに3弗化炭素(CHF_3)を使って,種々の条件でダイヤモンド薄膜の合成を試みた。その結果,以下の成果が得られた。
(1)3弗化炭素を用いても,堆積温度350℃で,その添加濃度が0.1〜0.6%の範囲で,かなり良質のダイヤモンド薄膜が得られる。
(2)最も低スピン膜はエチルアルコール濃度0.5%,3弗化炭素濃度0.4%,堆積温度400℃の場合で,スピン密度は8.3x10^<17>cm^<-3>である。しかしながら,このスピン密度は4弗化炭素を用いた場合の最良値である5.0x10^<17>cm^<-3>に僅かではあるが及んでいない。
(3)堆積温度を600℃位まで上げれば,スピン密度のもっと低い膜が得られると思われるが,今回は装置の不調で,温度を上げたとき,膜中に窒素か混入してしまい,明確な結果は得られていない。
(4)常磁性欠陥の正体は炭素のダングリングボンドと炭素-水素ボンドによる複合欠陥とするモデルが正しいのではないかという結論に達している。水素濃度とスピン密度の関係を今後は調べていく予定である。
(5)装置の不調を直し,3弗化炭素の効果について,更に調べる予定である。4弗化炭素を用いた場合についても更に検討し,より低常磁性欠陥の膜の合成を目指す予定である。
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