2018 Fiscal Year Research-status Report
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17K06013
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
村上 達也 北陸先端科学技術大学院大学, ナノマテリアルテクノロジーセンター, 技術専門職員 (90397232)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
増田 貴史 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 講師 (70643138)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | シリコンカーバイド / 溶液 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、シクロペンタシラン（CPS）と炭素化合物を出発物質とした「半導体SiCの前駆体液体」である「液体SiC」の創出と、その反応機構の解明に取り組んだ。出発物質である。CPSは通常、炭素化合物と反応しないものの、室温遮光状態で1週間放置したCPSに365nmのUV光を照射した状態で炭素化合物を添加すると、速やかに反応を起こす。
昨年度は時間分解過渡吸収分光法により、液体SiC材料の光反応機構の一端を明らかにすることができた。シリルとシリレンの働きに着目をしたところ、液体SiC内のSi-C結合形成の起点にはシリレンが重要な役割を果たすこと、更にそれだけでなく液体SiC材料の安定性、得られる薄膜の機械特性や膜密度等にも影響を及ぼすことが明らかとなった。
具体的にはシリレン濃度が高いと液体SiC→固体SiCへの固化速度が加速し、表面モルフォロジーと膜密度が低下した。またシリレンの種類は複数存在していることが示唆される結果を得ており、液体SiCの固体化機構が複雑である事が明らかとなった。それら結果を踏まえ、来年度はシリレンの濃度や発生タイミング、反応機構に着目をして液体SiCの物性解析に取り組む。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今まで謎に包まれていた液体SiCの光重合過程の反応機構の解析に取り組み、それがインクの安定性や塗膜の均質性に強い影響を与える事を明らかにした。特に光反応の起点になるのがシリレンである事、さらに複数のシリレンとそれに応じた複数の反応ルートを持つことを明らかに出来た事は、Si-C形成の反応機構を考える上では極めて貴重な情報である。更に過渡吸収スペクトル測定によって材料劣化が発生することを明らかにし、より好ましい実験条件環境への移行を進めた。シリレンの反応ルートが全て明らかになっていないが、装置や測定条件の改善により、次年度の実験の中でシリレンを介した反応の詳細が明らかになってゆくと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
時間分解過渡吸収分光法は、液体SiC中に発生するシリレンの解析にとても強力なツールであったが、ポンプ光によって材料自身が劣化してしまう課題が明らかとなった。今年度は昨年度の取組みを更に発展させ、液体SiCの固体化機構に及ぼすシリレンの役割を深く理解する事を目指す。特に時間分解過渡吸収分光法では装置面での改善を図り、測定時の光劣化を最小限に抑える工夫をする。具体的には浜松ホトニクス社製の装置の機能に着目し、多波長同時計測による一括測定に取り組む。これにより1回測定で全波長の分光測定が可能となり、材料の劣化に邪魔されない分光測定結果を得ることができる。
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| Causes of Carryover |
外部分析で依頼をした過渡吸収測定は、最初の測定のみを特別に無償のサンプル測定としてもらう事ができたため、外部分析依頼の費用を3年目に持ち越すことになった。次年度の分析にかかる人件費に充てる予定である。
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