2014 Fiscal Year Annual Research Report
シリコンおよび窒素を添加した新規ダイヤモンドライクカーボンの機能発現機構の解明
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24560812
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
中澤 日出樹 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (90344613)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | カーボン材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、従来のダイヤモンドライクカーボン（DLC）膜に比べて機械的特性、熱的安定性などが向上するシリコン（Si）および窒素（N）を添加したDLC膜（Si-N-DLC膜）の研究開発を行う。
SiおよびN源としてヘキサメチルジシラザンを用いたプラズマ化学気相成長（CVD）法により作製条件を変化させたSi-N-DLC膜を評価した結果、以下のことが明らかになった。Si-N-DLC膜の摩擦係数は600℃の加熱試験後も0.1以下の低摩擦係数を維持した。また、Si-N-DLC膜の作製時の基板バイアス電圧を増加させることにより、熱処理による比摩耗量の増加が抑制されることが明らかになった。
Si源にジメチルシラン（DMS）およびN源に窒素ガスを用いたプラズマCVD法により作製条件を変化させたSi-N-DLC（DMS+N2)膜を評価し、SiおよびN源としてHMDSを用いたプラズマCVD法によるSi-N-DLC（HMDS)膜との比較を行った結果、以下のことが明らかになった。SiおよびN含有量がほぼ等しいSi-N-DLC膜を比較した結果、Si-N-DLC(HMDS)の方がSi-N結合を多く含んでいることがわかった。Si-N-DLC膜の内部応力は、無添加DLCやSi添加DLC（Si-DLC）に比べて小さく、密着性が向上することがわかった。また、Si-N-DLC(DMS+N2)の摩擦係数はSi-DLCおよびSi-N-DLC(HMDS)と同程度かより低い値を示すと共に、比摩耗量は無添加DLCと同程度の低い値を示した。
Si添加炭素ターゲットおよび窒素ガスを用いたレーザーアブレーション法によるSi-N-DLC膜を評価した結果、以下のことが明らかになった。適切な作製条件において、同法で作製したSi-DLC膜よりSi-N-DLC膜の密着性は高く、無添加DLC膜より摩擦係数は小さくなることがわかった。
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