2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a simplified electron beam induced deposition system and its use in fabrication of oxide nanodevices
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19H02606
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| Research Institution | Japan Fine Ceramics Center |
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Principal Investigator |
小林 俊介 一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 主任研究員 (60714623)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 電子ビーム誘起蒸着法 / 走査電子顕微鏡 / 透過電子顕微鏡 / 酸化物 / 強誘電体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電子ビーム誘起蒸着(Electron Beam Induced Deposition：EBID) 法は基板上に供給される化合物ガス（揮発性有機金属化合物）を電子ビームにより堆積させる手法であり、走査電子顕微鏡（SEM）と組み合わせることで局所領域での物質堆積（成膜）が可能となる。しかしならが、EBID法は広く普及した手法ではなく、その応用も極めて限定的である。本研究では汎用性の高い卓上SEMを用いることで様々な物質を自由に堆積させることができるEBIDシステムを構築し、本手法の潜在的な応用を見いだすことを目的とした。
卓上SEM装置（日立ハイテク社TM4000）にガスインジェクションシステムの実装などを行い自由度の高いEBIDシステムを完成させた。このEBIDシステムを用いて、EBID法では実証例のない酸化ハフニウム膜の堆積を実施した。堆積物の評価には走査型透過電子顕微鏡（STEM）法、また、電子エネルギー損失分光（EELS）法を用いて行った。得られた解析結果を堆積条件へフィードバックし最適化することで、EBID法における一つの課題であった残留カーボンの課題を解決する堆積条件を見出すことに成功し、酸化ハフニウムを任意のサイズに堆積させることに成功した。さらに、応用検証として機能性酸化物である酸化タングステンにおいてもカーボンフリーの堆積物を得られることを確認した。
EBID法による報告の多くはAuやPtなどの金属である。本研究で実証した酸化ハフニウムや酸化タングステンを含む金属酸化物は様々な応用・研究分野で重要な材料であるがEBID法における適用例は非常に少ない。本研究で用いた前駆体は一般に CVD 法などに利用され、市販されている試薬である。このことは、これまでにCVD法などで使われてきた多くの前駆体を用いて、EBID法により様々な金属酸化物を作製できる可能性を示しており、EBID法が新たな物質堆積手法の一つとして普及する可能性も示した研究成果である。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(7 results)
