1998 Fiscal Year Annual Research Report

核の発生を決定するパラメータの導出と薄膜付着強度の向上

Research Project

Project/Area Number	09750093
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	萱場智雄東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60250677)
Keywords	ダイヤモンド薄膜 / シリコン基板 / 核発生 / 分子動力学 / CVD / 点欠陥 / アモルファス / シリコンカーバイド
Research Abstract	核の発生を決定するパラメータの導出と薄膜付着強度の向上を目的として,CVD法によるシリコン基板上へのダイヤモンド薄膜形成過程を対象とした分子動力学シミュレーションを行った。研究の進展にともない,当初の目的であった核発生パラメータというマクロな物理量を越えて,遥かにミクロな視点より,薄膜付着強度向上への指針となる核発生機構を明らかにすることができた。具体的には,シリコン基板上の点欠陥,高ひずみアモルファス領域,および同領域が相転移した体心立方(bcc)構造の領域からの核発生機構を把握した。得られた実績を要約して以下に示す。 1. ダイヤモンド核発生開始の基本的な素過程を量子力学に基づいた動力学により明らかにすることを目的として,1個の炭素原子に注目した第一原理分子動力学シミュレーションを行い,点欠陥からの核発生機構を解析した。 2. 高ひずみ状態にあるアモルファス構造のシリコン基板を対象とした核発生機構把握の分子動力学シミュレーションを行い,反応ガス中の炭素原子が基板内部に侵入し,基板がシリコンカーバイドとなることを示した。すなわち,ダイヤモンド薄膜-シリコン基板の中間層としてのシリコンカーバイド形成プロセスの一つを,基板表面のアモルファス領域に注目することにより明らかにした。 3. 高ひずみ状態のアモルファス構造のシリコン基板が相転移した,bcc構造のシリコン基板を対象とした核発生機構把握の分子動力学シミュレーションを行い,2.と同様に,基板がシリコンカーバイドとなることを示した。

Research Products
(5 results)

All Other

All Publications (5 results)

[Publications] T.Kayaba(A.Inoue,M.Saka and H.Abe): "Three Dimensional Numerical Simulation of Nucleation of Diamond" Proceedings of the SEM Spring Conference on Experimental and Applied Mechanics. 31-32 (1998)
[Publications] 萱場智雄(坂真澄,阿部博之): "ダイヤモンド核発生の分子動力学シミュレーション" 日本機械学会東北支部秋田地方講演会講演論文集. 981・2. 49-50 (1998)
[Publications] 萱場智雄(井上浩介,坂真澄,阿部博之): "分子動力学法によるダイヤモンド核の付着強度の数値計算" 日本機械学会第76期全国大会講演論文集(II). 98・3. 113-114 (1998)
[Publications] T.Kayaba(A.Inoue,M.Saka and H.Abe): "Study of Nucleation of Diamond on Silicon Substrate by Ab-initio Molecular Dynamics" Thermo-Mechanical Characterization of Evolving Packaging Materials and Structures,ASME. EEP・24. 83-85 (1998)
[Publications] 萱場智雄(井上昭徳,坂真澄,阿部博之): "第一原理分子動力学法によるダイヤモンド核発生の数値シミュレーション" 日本機械学会論文集(A編). 64・627. 2747-2753 (1998)

1998 Fiscal Year Annual Research Report

核の発生を決定するパラメータの導出と薄膜付着強度の向上

Principal Investigator

萱場 智雄 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60250677)

Research Products

[Publications] T.Kayaba(A.Inoue,M.Saka and H.Abe): "Three Dimensional Numerical Simulation of Nucleation of Diamond" Proceedings of the SEM Spring Conference on Experimental and Applied Mechanics. 31-32 (1998)

[Publications] 萱場 智雄(坂 真澄,阿部博之): "ダイヤモンド核発生の分子動力学シミュレーション" 日本機械学会 東北支部秋田地方講演会 講演論文集. 981・2. 49-50 (1998)

[Publications] 萱場 智雄(井上浩介,坂 真澄,阿部博之): "分子動力学法によるダイヤモンド核の付着強度の数値計算" 日本機械学会 第76期全国大会 講演論文集(II). 98・3. 113-114 (1998)

[Publications] T.Kayaba(A.Inoue,M.Saka and H.Abe): "Study of Nucleation of Diamond on Silicon Substrate by Ab-initio Molecular Dynamics" Thermo-Mechanical Characterization of Evolving Packaging Materials and Structures,ASME. EEP・24. 83-85 (1998)

[Publications] 萱場 智雄(井上昭徳,坂 真澄,阿部博之): "第一原理分子動力学法によるダイヤモンド核発生の数値シミュレーション" 日本機械学会論文集(A編). 64・627. 2747-2753 (1998)

萱場智雄東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60250677)

[Publications] 萱場智雄(坂真澄,阿部博之): "ダイヤモンド核発生の分子動力学シミュレーション" 日本機械学会東北支部秋田地方講演会講演論文集. 981・2. 49-50 (1998)

[Publications] 萱場智雄(井上浩介,坂真澄,阿部博之): "分子動力学法によるダイヤモンド核の付着強度の数値計算" 日本機械学会第76期全国大会講演論文集(II). 98・3. 113-114 (1998)

[Publications] 萱場智雄(井上昭徳,坂真澄,阿部博之): "第一原理分子動力学法によるダイヤモンド核発生の数値シミュレーション" 日本機械学会論文集(A編). 64・627. 2747-2753 (1998)