2016 Fiscal Year Annual Research Report
Direct patterning of ceramics thun films from the precursor solutions by electro-chemical deposition method under the pulsed electric feild
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26420736
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
佐伯 淳 富山大学, 大学院理工学研究部(工学), 教授 (50221255)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 電気化学堆積法 / 水溶液 / 部分安定化ジルコニア / パルス電圧印加 / 薄膜形成 / 線状パターニング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では比較的安価で入手しやすい、ZrO(NO3)2・H2O、Y(NO3)3・6H2O、NH4OH、H2O2等原料として、それらの水溶液よりpH変化による析出反応を利用した新たな成膜法の確立を目指した。この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であった。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℃での結晶性の膜形成が可能であった。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の絶縁体上での成膜が可能であった。成膜方向と垂直な方向からパルス電場を印可して成膜することで基板直上に形成される定在波の節に相当する部分にのみ物理的なマスク等を用いることなく成膜することが可能となりその周期間隔は印可パルス電圧の周波数を変えることにより制御できた。特に最終年度においては印可するパルス電圧の振幅が2.5Vでノコギリ波を用いたとき、線状膜はパルス周波数が10Hz程度まで顕著に変化するが、それ以上で線状膜の間隔が10μm以下となり線幅と近づくために制御がいっそう困難となることが分かった。更に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時間変動があることから、溶液中のそれぞれのイオンの外部電圧変動への応答性の周期性が一致し、それらが可動イオンの存在割合により影響することが分かり、これらの間の相関性について見いだした。また、2次元パターンの作成や、気相を用いたPVDなどへ応用することにより、より綿密なパターン形成が可能であることも分かった。
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