2014 Fiscal Year Research-status Report
凝縮ガスのプラズマ励起によるナノ構造制御カーボン系薄膜の低温合成に関する研究
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26390095
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
佐藤 哲也 山梨大学, 総合研究部, 准教授 (60252011)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中川 清和 山梨大学, 総合研究部, 教授 (40324181)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | アモルファス / カーボン / 低温 / 低速電子線 / 電子励起 / 薄膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の目的は、極低温に冷却した基板上に希ガスと混合した炭化水素ガスを凝縮し、低速電子や活性種（希ガス準安定励起子、水素原子など）およびイオンを照射し、解離した水素原子のトンネル反応を利用し、ナノレベルで構造を制御したカーボン系薄膜の新規合成法を開発することにある。先ずプラズマで生成した低速電子、イオンの衝突エネルギーや照射量を独立に制御して照射し、極低温薄膜成長表面における化学反応プロセスや炭素ネットワークの成長機構を原子・分子レベルで解明する。また、極低温で合成したアモルファスカーボン薄膜の構造安定化や欠陥密度軽減および電気的特性における種々の元素（Si、N、F、H）の添加効果を、基板温度をパラメーターとして系統的に調べる。
初年度は、直流放電で生成した低速電子線照射に加え、水素および窒素のマイクロ波放電により生起したラジカルの併用照射により、モフォロジーや基板との密着性、水素やＮ濃度と製膜温度の相関について調べた。原料ガスとして、オクタフルオロシクロブタン（c-C4F8）、アセチレン(C2H2)、ベンゼン(C6H6)、アダマンタン(C10H16)を用い、アモルファスカーボン薄膜を形成した。膜成長過程をフーリエ変換赤外吸収分光法（FT-IR）および分光エリプソメトリ（SE）（現有)によりその場・実時間観察した。また、アモルファスカーボン薄膜の基板との密着性が良好であることを、マイクロスクラッチ試験から実証した。
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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
研究目的に掲げた下記事項に関して有意義な知見を得ることが出来た。
１）マイクロ波プラズマ源を用いたラジカル照射効果
２）種々のカーボン原料を用いて合成した薄膜の分光計測および形状観察
３）不純物添加によるモフォロジー制御
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、下記の点に重点を置いて研究を推進する。
１）ナノ構造体の構造制御と形成過程の解明
２）陽電子プローブマイクロアナライザーによる細孔に関する構造解析
３）カーボンナノ構造の不純物濃度および励起種依存性
４）不純物添加によるバンド制御および半導体特性評価
５）質量分析法および赤外マトリックス単離分光法による製膜初期過程の解明
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