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ニッケル触媒を利用した純水ベースの超精密表面研磨手法の開発

Research Project

Project/Area Number 18J20252
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Production engineering/Processing studies
Research InstitutionOsaka University
Research Fellow 藤 大雪  大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
Project Period (FY) 2018-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords金属触媒 / 化学研磨 / 半導体材料 / 半導体デバイス基板材料 / 平坦化技術 / 触媒 / ニッケル / 紫外光照射 / 光電気酸化
Outline of Annual Research Achievements

1年目の③新規触媒の探索,については3年目の計画にはなかったが有益なデータが取得できる見込みがあったため実験を遂行した.また本年度は2年目に作製した,紫外光照射機能付き平坦化加工装置を用いて2年目の⑥加工特性評価を昨年に引き続き実施した
申請者が提案しているめっき技術を応用した触媒表面基準エッチング(CARE)法(以後,触媒活性維持手法と記す)ではNiのみならず電気化学的な析出,溶出が可能な卑な金属であれば触媒として使用が可能であること,なかでもFeはNiの2倍,従来使用していたPt触媒の20倍の加工速度を実現することを昨年度までに明らかにした.そこで本年度はFeに対して,加工速度が最大になるような析出電位,溶出電位を最適化し,それら条件を用いて石英ガラス基板を加工した.加工液には0.01 MのFeSO4水溶液を用い,析出用の下地にはAu膜を用いた.析出電位を-1.4 Vに,溶出電位を0.8 Vにし,各電位保持時間は100秒および50秒とした.1分加工で加工速度が落ち込んでいたのに対し,析出,溶出を繰り返すことで25分もの間,初速度を維持することができた.また本評価実験は触媒活性維持手法がNiに限らず,その他卑金属に対しても有用であり,高い汎用性を持つことを示唆しており,CARE法のさらなる普及へ大きく貢献できる技術であると言える.
昨年度作製した基板表面に紫外光を照射しながら加工ができる紫外光照射機能付き加工装置を用いて,次世代パワー半導体材料として近年注目を浴びているGaNを加工し,その加工特性を評価した.本装置を利用することで加工速度は約50倍も向上し,加工後表面にはこれまでと遜色のない原子1層分の高さを有するステップテラス構造を確認でき,原子レベルで平滑な表面の取得も可能であることが明らかになった.

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(9 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Photoelectrochemical Oxidation Assisted Catalyst-Referred Etching for SiC (0001) Surface2021

    • Author(s)
      D. Toh, P. V. Bui, K. Yamauchi, and Y. Sano
    • Journal Title

      Int. J. Automation Technol.

      Volume: 15 Issue: 1 Pages: 74-79

    • DOI

      10.20965/ijat.2021.p0074

    • NAID

      130007966130

    • ISSN
      1881-7629, 1883-8022
    • Year and Date
      2021-01-05
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High surface laser induced damage threshold of SrB4O7 single crystals under 211nm (DUV) laser irradiation2020

    • Author(s)
      Y. Tanaka, R. Murai, Y. Takahashi, T. Sugita, D. Toh, K. Yamauchi, S. Aikawa, H. Marui, Y. Umeda, Y. Funamoto, T. Kamimura, M. J. F. Empizo, M. Imanishi, Y. Mori, and M. Yoshimura
    • Journal Title

      Opt. Express

      Volume: 28 Pages: 29239-29244

    • DOI

      10.1364/oe.401777

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High-efficiency planarization of GaN wafer by catalyst-referred etching with positive-biased photo-electrochemical oxidation2019

    • Author(s)
      R. Ohnishi, D.Toh, S. Matsuyama, A. Isohashi, Y. Sano, K. Yamauchi
    • Journal Title

      Proceedings - 34th ASPE Annual Meeting

      Volume: 34 Pages: 79-83

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of an abrasive-free polishing method for optical material using pure water and Ni catalyst2019

    • Author(s)
      D.Toh, R. Ohnishi, S. Matsuyama, A. Isohashi, Y. Sano, K. Yamauchi
    • Journal Title

      Proceedings - 34th ASPE Annual Meeting

      Volume: 34 Pages: 474-477

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Development of an abrasive-free polishing method for optical material using pure water and Ni catalyst2019

    • Author(s)
      D.Toh, R. Ohnishi, S. Matsuyama, A. Isohashi, Y. Sano, K. Yamauchi
    • Organizer
      34th Annual Meeting of the American Society for Precision Engineering, ASPE 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High-efficiency planarization of GaN wafer by catalyst-referred etching with positive-biased photo-electrochemical oxidation2019

    • Author(s)
      R. Ohnishi, D.Toh, S. Matsuyama, A. Isohashi, Y. Sano, K. Yamauchi
    • Organizer
      34th Annual Meeting of the American Society for Precision Engineering, ASPE 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fabrication of damage-free atomically smooth SiC surface using water and Ni catalyst2019

    • Author(s)
      D. Toh, R. Ohnishi, P. V. Bui, A. Isohashi, S. Matsuyama, Y. Sano, K. Yamauchi
    • Organizer
      The International Conference on Silicon Carbide and Related Materials 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Development of high efficiency polishing method using pure water and Ni catalyst2018

    • Author(s)
      藤大雪
    • Organizer
      Euspen's 18th International Conference
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fabrication of damage-free atomically smooth SiC surface using pure water and metal catalyst2018

    • Author(s)
      藤大雪
    • Organizer
      The Forum on the Science and Technology of Silicon Materials 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2018-05-01   Modified: 2021-12-27  

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