2013 Fiscal Year Research-status Report
酢酸亜鉛ミストと酸素負イオンプラズマを用いたZnO薄膜の室温下での生成
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25600125
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Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
比村 治彦 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (30311632)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三瓶 明希夫 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 講師 (90379066)
蓮池 紀幸 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 助教 (40452370)
政宗 貞男 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (00157182)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | プラズマエレクトロニクス / プラズマプロセス / 酸化亜鉛 |
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| Research Abstract |
酸素原子の抜けがない酸化亜鉛ZnO膜を室温下の気相中で成長させるという新しいプラズマプロセスを実現するために、平成25年度の当初計画は、酢酸亜鉛溶液をミスト化する生成部の開発であったが、この当初計画をはるかに超えて、平成26年度の計画であった「スイッチングRFによる小口径酸素負イオンプラズマ源の開発」と「装置全体のアセンブリと実験の開始」も平成25年度内で完了した。この実験で得られた知見は、以下の通りである。
第一に、酢酸亜鉛溶液を新しいプラズマプロセスに適用することについて、その溶液をミスト化し、反応炉内へと導入することには成功した。しかしながら、ミストを反応炉内入れると同時に、反応炉の真空度が低真空域まで悪化する。これを回避するために、オリフィスを2段設置し、かつ、差動排気ポンプを増設して、再度テストをしてみたが、依然として低真空度まで悪化する。まだ最終判断を下してはいないが、酢酸亜鉛溶液を高真空プロセスに適用するのは困難と考えられる。
第二に、酢酸亜鉛溶液の代わりとして、ジエチル亜鉛溶液を亜鉛源とする生成部を新たに設計・製作した。このジエチル亜鉛溶液は飽和蒸気圧が低いため、真空プロセスで用いられており、実際に我々の装置でも真空度を悪化させることなく使用できるよう導入できることができた。
第三に、このジエチル亜鉛溶液と酸素負イオンプラズマとを混合する実験を開始した。反応炉内に基板を設置し、その基板をヒーターで下部から加熱しつつ、ZnO薄膜堆積を試みている。初期データによると、この基板上の堆積膜からZnOの特徴を示すスペクトルが明瞭に現れている。この結果の再現性を調べつつ、各種パラメーター値の同定を行う方針で現在実験を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
以下の3点より、当初の計画以上に進展していると自己評価している。
第一に、平成25年度中に、平成26年度の研究実施計画も完了するペースで進めることができた。
第二に、上記の結果として、平成25年度から実験を開始するに至っている。
第三に、実験を早く開始できたために、酢酸亜鉛溶液の弱点を克服できる代替手法として、ジエチル亜鉛溶液を用いる方法へと研究をシフトさせることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
第一に、「研究実績の概要」と「現在までの達成度」に記述した通り、ジエチル亜鉛溶液の適用可能性を追求する。これは、当初研究計画に含まれていないものだが、初期実験の結果より分かるように、ジエチル亜鉛溶液は真空プロセスとのマッチングが高い。このため、本研究のゴールである「酸素原子の抜けがない酸化亜鉛ZnO膜を室温下の気相中で成長させるという新しいプラズマプロセスの実現」に対して、早く突き進めることができると判断される。
第二に、これら実験の結果をまとめて、学術論文誌上で発表する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
研究成果報告として記述しているように、平成25年度では、当初の研究計画を超えて本課題を進めることができた。そのため、平成25年度後期に、平成26年度以降の配分予定額から50万円の前倒し申請を行ったが、1月中旬以降にようやく受け取ることができたために、約20万円の執行にとどまった。
前倒しの残り30万円を含めて、これまで同様のハイペースで研究を進めていく。
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