2015 Fiscal Year Research-status Report
溶液中の定在波環境場を利用したセラミックス薄膜ダイレクトパターニング法の確立
| Project/Area Number |
26420736
|
|---|
| Research Institution | University of Toyama |
|---|
Principal Investigator |
佐伯 淳 富山大学, 大学院理工学研究部(工学), 教授 (50221255)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 電気化学堆積法 / パルス電場印可 / 縞状析出 / パターニング |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
［外場変動型電気化学堆積装置の改良]
前年度に引き続き、前駆体水溶液からの分解析出反応を利用するのに最適化した成膜装置の改良を行い、作成を行った。結晶性を促進するのと同時に薄膜中に周期構造を形成する目的で基板直上にファンクションジェネレーターで生成した低周波～高周波領域で様々な波形の電場を変化させるユニットを組み込んだ。対向電極は2軸方向にもうけ、第1軸方向は成膜用の電極として用いて、他の1軸方向は外部刺激による定在波又は変動用として成膜電極に対して直交して配置し、それぞれ独立した電源を用いた。印可電圧・周波数を変動させ、又各電流、抵抗値（インピーダンス）を成膜条件の設定のために、さらに各種変化をその場観察できるように測定装置も組み込んで随時モニターし解析している。今後二次元のパターンが成膜できるように、外部刺激用の電極を更に一組追加する予定である。
［電気化学堆積法による水溶液からの薄膜の作成]
本研究では今までに蓄積した成膜条件を元に原料として、ZrO(NO3)2・H2O、Y(NO3)3・6H2O、NH4OH、H2O2等を混合した水溶液を用いた。基本的にはpH変化による析出反応を利用する。電気化学堆積法では溶液中のイオンの移動と極板近傍での分解析出反応を利用しての成膜を行うため電圧電流の精密な制御が必要となる。成膜したままではOH基が残留し結晶性が十分でないため熱処理を行うが、低環境負荷を考慮して500℃での膜形成を行った。基板としては光学特性の利用や大面積化を目的としているのでガラス基板を用いた。パルス電場を印可して成膜した場合には基板直上で形成される定在波の節に相当する縞状の部分にのみ成膜することが確認できた。また印可パルスの周期性と、成膜電流の周期性、縞状析出膜の間隔の間に一定の関連があるとも見いだした。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
成膜装置の作成を行い、基本的な成膜は出来るようになったが、まだ一次元のパターン作成にとどまっている。なお印可パルスの周期性と、成膜電流の周期性、縞状析出膜の間隔の間に一定の関連があるとは見いだした。これを実際の複合パター形成に応用しようとしているが、まだ実現していない。これは、長時間の成膜もしくは場所を移動しての成膜においては、長期に渡り溶液にさらされた部分が、再溶解してしまい、パターンが消えてしまうという問題のためであり、その対策を検討中である。これらの問題の解決が必要だったために、十分には進展することができなかった。
|
| Strategy for Future Research Activity |
また長時間の成膜、もしくは場所を移動しての成膜においては、長期に溶液にさらされた部分が、再溶解してしまい、パターンが消えてしまうという問題が有ることが分かり、その対策を検討中である。
現在進行は少し遅れてはいるものの、成膜電流の周期的な変化と成膜パターンには相関関係が有ることが分かったので、当初の計画に従い成膜電流の周期的な変化を意図的に変化させることによって、成膜パターンを制御するプログラムを作成する。更にパターン制御用に更に一対の電極の追加を行うことで、二次元のパターン作成を試みる。
|
| Causes of Carryover |
当初想定していた計画よりも遅れ、修正を行ったため計画の見直しにより、予定していた測定機器では十分に成膜における現象や、成膜した薄膜の特性を評価できないことが分かったので、要求を満たす機器に変更して導入した。前年度からの繰り越しもあったため差額により、残り予算が生じた。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の分と合わせて、前年度購入していない試料や薬品を購入予定。また最終年度においては分析機器の利用料がかさむ予定なので、そこに充当する。
|
Research Products
(8 results)
