• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2011 Fiscal Year Annual Research Report

DLC薄膜の3次元ナノコーティングおよびプラズマ挙動解析

Research Project

Project/Area Number 23360072
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

崔 ジュン豪  東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (30392632)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 加藤 孝久  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (60152716)
KeywordsDLC膜 / プラズマイオン注入法 / 3次元コーティング / ナノコーティング / プラズマ / ナノインプリント
Research Abstract

本年度は、バイポーラ型プラズマ利用イオン注入・成膜装置を用いてダイヤモンドライクカーボン薄膜の成膜因子(正・負高電圧パルスの大きさ、パルス幅、パルスの周波数、正と負パルス間のディレ)を制御しながら種々のカーボン膜を作成・評価することで最適コーティング因子を決定した。また、東京大学の共通設備(VDEC)の電子ビーム描画装置を用いてトレンチ幅150nmから5000nmのシリコンパターンを作成し、得られた最適3次元ナノコーティング因子を用いてコーティングを行い、ナノスケール3次元コーティングに成功した。トレンチパターンの幅(ラインアンドスペース)が150nm以下の場合、東京大学の設備では作成が困難であるため外注を行い作成した。本手法では、被コーティング物に直接正の高電圧パルス(~+10kV)を印加し、低ガス圧力下で高密度グロー放電プラズマを被コーティング物近傍に生成し、その直後に負の高電圧パルス(~-20kV)を印加することにより被コーティング物の形状に沿って全方向からコーティングを行う手法である。正と負の高電圧を用いるバイポーラ手法を用いることで、従来プラズマの形成が難しいナノ空間に高エネルギーの電子を引き込むことが可能になり、ナノ空間において高密度プラズマの形成、それによる3次元ナノコーティングが可能であると考える。ナノスケールのパターンすなわちナノ空間に作成したダイヤモンドライクカーボン膜の場合、2次元平面上に比べてプラズマ密度、基板温度などが異なることが予測される。その違いにより平面上に作成したダイヤモンドライクカーポン膜の特性と異なる特性を示す可能性があるためトレンチパターンの上面、底面、側面各々のダイヤモンドライクカーボン成膜条件に対し、膜厚、表面粗さの評価を走査型電子顕微鏡および原子間力顕微鏡を用いて行った。その結果、ダイヤモンドライクカーボン薄膜の作成により上面粗さの低下が認められた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初の計画である(1)Bipolar PBIIの成膜因子によるDLC膜の作成、(2)ナノスケールの3次元パターンの製作およびパターン上へのDLC成膜、(3)3次元DDLCナノコーティングの特性評価をすべて達成した上、平成24年度の研究計画である、プラズマ計測、プラズマ計算の研究を着手している。

Strategy for Future Research Activity

平成23年度の研究によりバイポーラプラズマ利用イオン注入成膜法を用いてナノスケールでの3次元DLCコーティングに成功したが、そのコーティングメカニズムは明らかにしていない。平成24年度は、マイクロ、ナノ空間における電子・イオンの挙動を明らかにするためプラズマ計算を行う。また、プラズマ計算に必要なプラズマ密度をラングミュアープローブを用いて測定する予定である.

  • Research Products

    (12 results)

All 2012 2011

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] Nitriding of high speed steel by bipolar PBII for improvement in adhesion strength of DLC films2012

    • Author(s)
      J. Choi, K. Soejima, T . Kato, M. Kawaguchi, W Lee
    • Journal Title

      Nuclear Instruments & Methods in Physics Research B

      Volume: Vol.272 Pages: 357-360

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2011.01.100

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ructural and mechanical properties of DLC films prepared by bipolar PBII2011

    • Author(s)
      J Choi, K Ishii, T Kato, M Kawaguchi, W Lee
    • Journal Title

      Diamond and Related Materials

      Volume: 20 Pages: 845-848

    • DOI

      10.1016/j.diamond.2011.04.003

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Low temperature Si-DLC coatings on fluoro rubber by a bipolar pulse type PBII system2011

    • Author(s)
      M Ikeyama,H Masuda, T Miyajima, J.Choi
    • Journal Title

      Surface & Coatings Technology

      Volume: 206 Pages: 999-1002

    • DOI

      10.1016/j.surfcoat.2011.04.011

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Improvement of Anti-Conrrosion Properties of Mg Alloy by Oxygen-Plasma Treatment and DLC Coatings2012

    • Author(s)
      J.Choi, F.Aikawa, T.Kato, S.Nakao, T.Sonoda, M.Ikeyama
    • Organizer
      Engineering Conferences International
    • Place of Presentation
      Puntarenas, Costa Rica
    • Year and Date
      2012-01-12
  • [Presentation] Systematic Studies of Ultrananocrystalline Diamond Films Grown by Bias-Enhanced Nucleation and Growth in Hydrogen-Rich Plasmas2011

    • Author(s)
      Jung-hyun Park, Yueh-chieh Chu, Chia-hao Tu, Pablo Gurman, Charudatta Phatak, Yonhua Tzeng, Ali Erdemir, Junho Choi, Orlando Auciello
    • Organizer
      2011 MRS Fall Meeting
    • Place of Presentation
      Boston, MA
    • Year and Date
      2011-11-30
  • [Presentation] Fabrication of Large-Area Nanoparticle Assembled Film of Carbon Onions Synthesized by Plasma-Based Ion Implantation2011

    • Author(s)
      N.Matsumoto, J.Choi, T.Kato
    • Organizer
      International Tribology Conference (ITC) 2011
    • Place of Presentation
      Hiroshima
    • Year and Date
      2011-11-03
  • [Presentation] Carbon onion growth induced by low-energy CH4 plasma ion implantation into silver thin film2011

    • Author(s)
      N.Matsumoto, J.Choi, T.Kato
    • Organizer
      Diamond 2011
    • Place of Presentation
      Bavaria, Germany
    • Year and Date
      2011-09-05
  • [Presentation] Electrical conductivity of nitrogen-incorporated diamond-like carbon films prepared by bipolar PBII2011

    • Author(s)
      Junho Choi, Noritaka Takuta, Naohiro Matsumoto, Takahisa Kato
    • Organizer
      Diamond 2011
    • Place of Presentation
      Bavaria, Germany
    • Year and Date
      2011-09-05
  • [Presentation] Laser-Assisted Imprinting of Nanostructured Glass2011

    • Author(s)
      Toshimi Sato, Keisuke Nagato, Junho Choi, Tetsuya Hamaguchi, Masayuki Nakao
    • Organizer
      11th International Conference on Nanotechnology
    • Place of Presentation
      Portland, Oregon(招待講演)
    • Year and Date
      2011-08-22
  • [Presentation] プラズマイオン注入を用いたカーボンオニオンの合成2011

    • Author(s)
      松本直浩, 崔〓豪, 加藤孝久
    • Organizer
      日本トライボロジー学会トライボロジー会議
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2011-05-24
  • [Presentation] DLC薄膜のナノインプリント離型膜への応用2011

    • Author(s)
      中原優也, 崔〓豪, 長籐圭介, 朴相天, 朴元淳, 松本直浩, 加藤孝久
    • Organizer
      日本トライボロジー学会トライボロジー会議
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2011-05-24
  • [Presentation] DLC膜におけるラマンパラメータと機械的特性の相関評価2011

    • Author(s)
      日比貴之, 崔〓豪, 加藤孝久, 川口雅弘, 稲吉成彦
    • Organizer
      日本トライボロジー学会トライボロジー会議
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2011-05-24

URL: 

Published: 2013-06-26  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi