2019 Fiscal Year Annual Research Report
Chemical vapor deposition of highly ordered nanostructures under an intense laser field
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17H03426
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
伊藤 暁彦 横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 准教授 (20451635)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉川 彰 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (50292264)
後藤 孝 長岡技術科学大学, 工学研究科, 特任教授 (60125549)
鎌田 圭 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 准教授 (60639649)
且井 宏和 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (70610202)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 化学気相析出 / 自己組織化 / セラミックス / コーティング / 配向制御 / 共晶 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、主にAl2O3-Lu2O3系、Al2O3-Y2O3系、Fe2O3-Y2O3系、Al2O3-HfO2系のナノ複合膜の合成実験を行った。出発原料として、Al、Lu、Y、Fe、Hf源それぞれの有機金属錯体を用いた。これらの化合物を各原料炉内に設置し、原料炉内温度を変化させることで、原料気化量を制御した。基板には、多結晶AlN板、溶融石英ガラス基板、各種単結晶基板を用いた。半導体レーザーまたは CO2レーザーを用いて、成膜を行った。合成した膜は、X線回折 (XRD) を用いて相同定を行い、走査型電子顕微鏡 (SEM) を用いて組織観察を行った。光学的特性は、紫外可視分光光度計および蛍光分光光度計、磁気的特性は、SQUID磁束計およびパルス磁化測定装置を用いて評価した。機械的特性は、マイクロカンチレバー法により評価した。
Al2O3-Lu2O3系、Al2O3-Y2O3系、Al2O3-HfO2系ナノ複合膜の合成においては、α-Al2O3、Lu3Al5O12 (LuAG)、LuAlO3 (LuAP)、Y3Al5O12 (YAG)、YAlO3 (YAP) およびHfO2の各相が同時成長したナノ複合膜が得られ、共晶様組織が観察された。また、Al2O3-HfO2系においては、機械的特性の評価を進めた。一方、Eu:Lu2O3やEu:HfO2の合成を通じ、気相法による光学セラミックス結晶の高速合成手法を提案できた。Fe2O3-Y2O3系においては、YIGエピタキシャル膜の高速合成に成功し、飽和磁化増大効果を認めたことから、液相法に替わる磁気光学素子の合成法として期待できる。
以上のことから、高強度レーザー反応場での高速化学気相析出法を用いることで、気相からの高次ナノ構造体コーティングが実現可能であることを示した。今後は、所望の特性に応じた材料設計を行い、その特性を明らかにしていきたい。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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