2001 Fiscal Year Annual Research Report
ダイヤモンド薄膜中の不対電子の構造の解明とその低減化
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12650009
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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 / 欠陥 / 配向膜 / ESR / スピン密度 / プラズマCVD |
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| Research Abstract |
ダイヤモンド薄膜中の常磁性欠陥の正体を解明し、出来るだけ常磁性欠陥の少ないダイヤモンド薄膜を合成することを目的とする。昨年度は、膜を配向結晶粒で構成すると、低欠陥化を図れるのではないかと思い、バイアス印加マイクロ波プラズマCVD法で、メタン、二酸化炭素、水素を用いて、シリコン(100)基板上に(100)配向ダイヤモンド膜を作製した。これらの膜を評価したところ、圧縮性応力がかかり、かえってスピン密度が増加することが判明した。
今年度は、さらに良質の高配向膜を得るために、基板の前処理である炭化処理とBEN(bias-enhanced nucleation)処理について考察した。これらの前処理後のシリコン基板上には格子状のナノパターンが確認されるが、ナノパターンとこの上に成長させたダィヤモンド膜との関連を追及し、以下のことが明らかになった。
1.鮮明なナノパターンを付けるにはマイクロ波電力、ガス圧、処理時間、バイアス電圧が非常重要なパラメータである。
2.ナノパターンを鮮明にすることがダイヤモンドの(100)方位の配向性を良くするためには必要であるが、鮮明さによっては配向性を悪化させる場合もある。
3.処理後のダイヤモンド成長は二酸化炭素を添加しないで、メタンと水素だけを用いる方が良い。
4.パターン、成長を最適化して作製したダイヤモンド膜においても、やはり、10^<18>cm^<-3>の常磁性欠陥が存在する。
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