膜状および微粒子状無機化合物の気相合成に関する化学工学的研究

1986 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 60430026
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 井上 博愛 東大, 工学部, 教授 (80010768)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉田 邦夫 東京大学, 工学部, 教授 (70010808) ; 上山 惟一 東京大学, 工学部, 講師 (10092149) ; 古崎 新太郎 東京大学, 工学部, 教授 (40011209) ; 小宮山 宏 東京大学, 工学部, 助教授 (80011188) ; 鈴木 基之 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (10011040)
• Keywords: CVD / MOCVD / 薄膜 / 超微粒子 / 炭素被覆 / 流動層 / 高速製膜 / 酸化物

Research Abstract

各分担課題ごとの主な成果を示す。MOCVD法によるGaAsエピタキシャル膜成長に関しては、特に成長膜中の不純物としての炭素の分布をフォトルミネッセンス測定から求め、その原因物質としてGaのソースである有機金属中の炭素の可能性があることから、モデル計算により予想される分布との比較を行い、定性的ではあるがその傾向の一致を見た。CVD法によるTi【O_2】超微粒子合成に関しては、分子運動による衝突凝集現象を基本とする粒子成長機構を明らかにし、操作条件と生成粒子の物性との対応関係を実験的に検討した結果結晶系を反応温度、粒径を濃度、比表面積を装置内帯留時間により、それぞれ独立に制御することが可能であることを示した。多元系CVDに関しては、Si-Ge二元系における酸化物微粒子生成に対する原料ガスの組成、反応温度の影響を実験的に検討した。生成物中のSi,GeとOの結合状態をIR分析、Si,Geの組成をICP、結晶性をXRDで明らかにした。流動層CVDに関しては、高温ガス炉用微粒子燃料製造を目的として、アルミナ粒子をモデルとしプロピレンの熱分解によって炭素層被覆を行った。堆積速度と反応温度プロピレン濃度との関係を明らかにした。同じく流動層CVDに関し、モノシラン、トリクロロシランからの多結晶シリコンの合成を行った。微粉生成量を異相及び均相反応速度から推算した。析出量のうち約10%が微粉となり、また析出物性状を悪化させる。原料による析出物形状の差が顕著である。CVDによる高速製膜技術に関しては、超微粒子の生成と膜中への取り込みを利用した超微粒子沈着CVD法の機構の解明を目的として、Ti【O_2】,Zr【O_2】を比較しつつ検討を行った。Ti【O_2】の場合、基板温度400℃を境に、低温ではアモルファス膜、高温では(002)面配向のアナターゼ膜が最大100nm/sと、通常CVD法と比較して百倍近い高速で合成される。

Research Products

• [Publications] 小島紀徳: 化学工学. 51. (1987)
• [Publications] M.Sato: Japanese Journal of Applied Physics. 25. 1890-1894 (1986)
• [Publications] Y.Shimogaki: Chem.Lett. 1986(3). 267-268 (1986)
• [Publications] H.Komiyama: Ceramics. 21. 305-311 (1986)
• [Publications] Y.Shimogaki: 化学工学. 50. 631-638 (1986)
• [Publications] Y.Shimogaki: 窯業協会誌. 95. 70-75 (1987)
• [Publications] 小宮山宏: "化学総説「超微粒子…科学と応用」" 学会出版センター, 12 (1985)