2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of photoelectron assisted organic thin film CVD and ultrathin DLC hybrid lubricant film
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15H02216
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
谷 弘詞 関西大学, システム理工学部, 教授 (40512702)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
多川 則男 関西大学, システム理工学部, 教授 (50298840)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | DLC / ヘッドディスクインターフェース / PFPE / CVD / 光電子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成27年度に試作した光電子アシストCVD装置を用いて1.0nm以下の単分子膜厚のパーフルオロポリエーテル（PFPE）潤滑膜の形成に成功した。このPFPE膜はダイヤモンドライクカーボン（DLC）膜と完全に化学結合しており、その被覆率は約0.8nmで100%と推定される。これは従来のディップ法で塗布したPFPE潤滑膜の単分子膜厚の約1/2であり、その被覆性も従来を完全に凌駕している。
このようなPFPE潤滑膜とDLC膜が化学結合により一体となった複合DLC潤滑膜は、光電子アシストCVD法において、高周波パルスバイアス電圧をサンプルに印加しつつ紫外線を照射することで初めて可能になった。パルスバイアス電圧によりDLC表面より放出された光電子がDLC表面近傍に留まり、PFPEモノマーガスとの相互作用頻度が増加するためと推定される。
上記の複合DLC潤滑膜は、①凝着力が測定されない、②スライダクリアランスが極めて大きい、③スライダ摩耗が小さい、④耐食性に優れている、⑤コンタミネーションガスの吸着量が著しく小さい、⑥耐熱性が300度以上と極めて高い、と言った優れた特性を示しており、次世代高記録密度ハードディスクの開発に大きく貢献可能であると考えられる。
また、当初計画していた外部電場制御型ピンオンディスク試験機の試作内容をさらに発展させ、ピンオンディスク試験機を組込んだ走査型紫外線光電子顕微鏡を試作した。この装置は紫外線を数ミクロンのスポットで照射しつつ走査することで光電子放出量のマッピングを大気中で行うことが可能な装置であり、摩擦痕のエキソ電子放出量でのマッピングや固液表面の仕事関数が推定可能な装置である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
光電子アシストCVD装置を用いて約0.8nmの単分子膜厚のパーフルオロポリエーテル（PFPE）潤滑膜の形成に成功した。このPFPE膜はダイヤモンドライクカーボン（DLC）膜と完全に化学結合しており、その被覆率は約0.8nmで100%と推定される。これは従来のディップ法で塗布したPFPE潤滑膜の単分子膜厚の約1/2であり、その被覆性も従来を完全に凌駕している。また、この複合DLC潤滑膜は、①凝着力が測定されない、②スライダクリアランスが極めて大きい、③スライダ摩耗が小さい、④耐食性に優れている、⑤コンタミネーションガスの吸着量が著しく小さい、⑥耐熱性が300度以上と極めて高い、と言った優れた特性を示しており、次世代高記録密度ハードディスクの開発に大きく貢献可能であると考えられる。さらにこの技術を特許出願した。このように当初の計画で予想した以上の成果を得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度に試作した走査型紫外線光電子顕微鏡を用いて、DLC表面の摩擦面の観察、潤滑膜、添加剤存在時の摩擦面の観察などとともに、各材料の仕事関数と摩擦時の帯電量を計測して、摩擦試験時のトライボ電子の発生、帯電、トライボケミカル反応の関係を推定する。
また、光電子アシストCVD法で作成した複合DLC潤滑膜の評価を引き続き行い、その特性を見極めるとともに磁気ディスクへの適用を目指す。
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