サブミクロン薄膜はく離強度評価システムの構築とナノワイヤによるはく離強度の向上

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26420016
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 加藤 昌彦 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70274115)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 菅田 淳 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60162913) ; 曙 紘之 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50447215)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: ナノワイヤ / はく離

Outline of Annual Research Achievements

膜厚が数ミクロンの硬質薄膜は多方面に使用されているが，はく離が問題となる．はく離強度改善法として，新たに発見したナノワイヤを用いて，従来技術（中間層）を凌駕する密着力を得ることを目的とする．本年度の実施計画は１．ナノワイヤ状突起の形成および２．極薄膜円環圧縮試験法の開発である．以下，それぞれについて記載する．
１．ナノワイヤ状突起の形成：製膜時のガス種，ガス圧，放電時間，放電出力を種々に変更してナノワイヤを作成した．その結果，種々のワイヤ長さ・直径および密度を有する表面の作成を行うことが可能になった．
２．極薄膜円環圧縮試験法の開発：薄膜の密着力の評価法として，マイクロ円環圧縮試験を行うための試験装置を設計した．新たに購入したリニアアクチュエーターにより変位を与え，荷重はロードセル，変位はリニアゲージで取得出来るようにした．薄膜のはく離の様子を新たに購入した光学顕微鏡で観察する構造とした．試験装置は十分に剛性を確保できる構造として制作した．試験機の性能評価を行った結果，圧縮試験に使用可能な十分な精度を有していることを確認した．
以上，本年度計画した研究は予定通り実施できた．また，本年度は次年度以降の実施計画としていた薄膜の作成も行った．表面にスパッタ法を用いて薄膜をコーティングを行った．薄膜がはく離せずに成膜可能であることを確認し，定性的なレベルでは，突起を有しない場合に比べ高いはく離強度を有することが確認できた．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

実施計画に記載した内容はほぼ実施し，試験機も作成を終えることができたため．

Strategy for Future Research Activity

これまで計画通り研究が進行できているので，今後も申請した実施計画に沿って行う．
具体的には，プラズマ放電装置を使用したナノワイヤの形成，ヘリコンスパッタ装置を用いたスパッタコーティング，新規作成した装置を用いた割れ，はく離強度評価を実施する．

Causes of Carryover

試験機の作成において使用する材料を高価なステンレス鋼が使用不可能であったため，安価な鋼材に変更したことおよび作成を外注とせず学内工作センターに依頼して作成できたためである．

Expenditure Plan for Carryover Budget

試験機の性能向上のため，試験機の小改造の費用およびスパッタターゲット費用が必要となる．