2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of deposition technology of surface nano-structure-controlled ZnO thin films using atmospheric pressure non-equilibrium plasma
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26420738
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
竹中 弘祐 大阪大学, 接合科学研究所, 助教 (60432423)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ミストCVD / 大気圧非平衡プラズマ / 酸化亜鉛 / 透明導電膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、フレキシブルデバイスの高性能化・高機能化技術、また革新的なフレキシブルデバイス創製技術の実現に向けた、フレキシブルデバイス作製プロセスにブレークスルーをもたらす技術開発を念頭に、フレキシブルデバイスの実用化で必須である高品質酸化亜鉛薄膜の低温高速形成技術の開発を目標に、以下の研究を行った。
まず大気圧非平衡プラズマ支援による酸化亜鉛薄膜形成技術の開発を念頭に、大気圧非平衡プラズマとミストとの反応を調べた。大気圧非平衡プラズマを液体に照射させた際のプラズマ液体界面の反応を調べ、液体表面に照射されるプラズマより水の分解反応よりOHラジカルの生成し、プラズマ照射後の水中には気相中のOHラジカル由来の活性種である過酸化水素が生成されていることが明らかとなった。この結果は気液界面を通して供給されたOHラジカルが、液中物質との反応でさらなる酸化系活性種を生成することが明らかとなり、大気圧非平衡プラズマを液滴に照射した際、製膜前駆体を溶解した液滴内での酸化亜鉛の形成メカニズムに迫るものである。また、ミストのプラズマ中での振る舞いに関して、酸化亜鉛のサイズ制御に関する知見を得るために、プラズマに供給されるミストサイズによる製膜形状の影響を調べた。製膜表面を走査型顕微鏡（SEM）により観察したところ半球状の形状をした表面構造が確認された。その表面構造はプラズマに供給されるミストサイズに依存し、プラズマ中での溶媒の気化速度より生成される粒子形状が変化することを明らかになった。これらの成果は、供給するミストサイズの制御により、製膜した薄膜の表面形状の制御、並びに微粒子形成・サイズ制御への可能性を示唆するものであり、大気圧非平衡プラズマ支援による表面形状制御製膜技術、および微粒子形成技術の発展に貢献できる結果である。
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