2016 Fiscal Year Research-status Report
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16K05926
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
藤井 義久 三重大学, 工学研究科, 准教授 (70578062)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | プラズマCVD / ナノ細孔 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
「サブナノ孔の形成」として、種々の炭化水素を原料に、基板上にプラズマCVDを行った。 サブナノレベルの細孔構造は、材料組成およびプラズマのエネルギー密度（すなわち、原料ガスに1モルあたりのプラズマ放電出力）に依存すると考えられるため、炭化水素の種類、組成、および、真空度や成膜温度を任意に選択することで、細孔のサイズの制御を検討した。原料ガスに、アセチレンを用いた場合、エネルギー密度の増加に伴い、成膜速度が著しく増加した。成膜速度は、キャリアーガスである窒素ガスの濃度を低下させることでも増加することが示唆された。これは、キャリアーガス濃度の低下にともない相対的に原料ガス濃度が増加すると同時に、窒素ガスによるエッチングの効果も抑制されたためと考えられる。ここで、成膜速度は、X線反射率測定および偏光解析測定に基づき評価した各成膜時間におけるシリコン基板上のカーボン膜の厚みから算出した。
また、膜中のナノ細孔のサイズは、種々の条件で成膜した薄膜を用いて色素分子の濾過実験から見積もった。その結果、細孔のサイズはエネルギー密度の増加に伴い減少する傾向が観測された。これは、高エネルギーのプラズマ中では、モノマーガスが最小単位まで小さなプラズマ状態となり、それらが重合することで極めて緻密な膜が形成し、細孔がなくなったのではないかと考えられる。一方、低エネルギー密度のプラズマ中では未反応のモノマーが含まれており、その未反応モノマーとラジカルの混合状態から膜形成が起きているのではないかと予想された。プラズマ状態の計測については今後の課題である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成28年度の中盤に、当初予期していなかった物質・材料研究機構から三重大学への異動があり、計画より進捗状況がやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの遅れを取り戻すべく、平成29年度は、プラズマの放電周波数による細孔形成メカニズムについて検討する。放電周波数は、電圧変化に応答できるイオンの質量（反応モノマーのサイズ）と密接に関係しているため、放電周波数を低周波数（50 kHz）から高周波数 (13.56 MHz）に変化させることでも細孔サイズを制御できると考える。半導体分野で積層構造の作製を得意とするCVD法のプロセス技術を応用することで、膜厚方向の細孔分布も制御可能になることが予想される。さらには、「細孔径および細孔分布の評価」についても検討を実施する予定である。まずは、多孔性高分子膜の階層的構造として、細孔径と細孔の膜厚方向への分布および膜厚方向の密度プロファイルを明らかにする。
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| Causes of Carryover |
平成28年度の中盤に、当初予期していなかった物質材料研究機構から三重大学への異動があり、計画より研究の進捗状況がやや遅れたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
異動先の三重大学で早急に研究体制を整えることで、発生した次年度使用額と当初計画していた平成29年度使用額を、有効かつ計画的に使用する。
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