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薄膜作製における基板表面制御に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 01460090
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 機械材料工学
研究機関大阪大学

研究代表者

森 勇藏  大阪大学, 工学部, 教授 (00029125)

研究分担者 杉山 和久  大阪大学, 教養部, 講師 (30112014)
山内 和人  大阪大学, 工学部, 助手 (10174575)
遠藤 勝義  大阪大学, 工学部, 助手 (90152008)
研究期間 (年度) 1989 – 1990
研究課題ステータス 完了 (1990年度)
配分額 *注記
5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
1990年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
1989年度: 4,700千円 (直接経費: 4,700千円)
キーワードLMIS / イオン注入 / エピタキシ- / 超薄膜 / 薄膜 / アルカリハライド
研究概要

本研究は、任意の材料でその機能を十分に発揮できるような薄膜を得るために、薄膜の成長過程に大きな影響を与える基板表面の物性をイオン注入により制御しようとするものである。昨年度(平成元年度)は、本実験に必要な質量分離器およびレンズ系が内蔵された液体金属イオン源タイプのイオン銃の設計および製作を行った。その結果、加速エネルギ-5eVから10keVの広範囲で、当初の目標を上回る電流値10μAを得ることができた。また、設計、試作した質量分離器により、上記のエネルギ-域で単元素イオンに分離できることを確認した。さらに、非晶質ガラス基板上でSn薄膜の成長実験を行い、島状ではなく連続な薄膜成長への可能性が得られた。今年度(平成二年度)は、昨年度に引続き、上記のイオン銃を用い基板の表面改質により薄膜の成長過程の制御を試みた。その結果、Snイオン照射により改質したガラス基板上にSnを蒸着したところ、通常では不可能な16A^^゚という非晶質連続超薄膜を得ることができた。また、単結晶基板であるKC1を基板材料に用いて、Auイオンによって、エネルギ-と注入量を種々に制御しながら改質を行なったところ、基板上に高密度のエピタキシ-成長した島が観察された。さらに、エピタキシ-性のよい基板に室温でAuを蒸着したところ完全なエピタキシャル成長をさせることに成功した。これは、イオンの持つエネルギ-によって基板原子が活性になり、さらに、核の高密度化により比較的動きやすい小さな島の状態で合体したためであると考えられる。このとき膜厚70A^^゚で連続膜となった。これは温度として300℃の低温化、膜厚としては300A^^゚の薄膜化である。以上より、基板の表面物性を制御し、薄膜の成長過程および膜そのものの結晶構造を制御する手法として、本手法が有効であることが示された。このことは、イオンのエネルギ-および密度を精密に制御してやることにより、単結晶超薄膜をはじめとする新しい機能性薄膜が得られる可能性があることを示している。

報告書

(3件)
  • 1990 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1989 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (9件)

  • [文献書誌] Yuzo Mori: "Design of a Large Current Liguid Metal Ion Source" Technology Reports of the Osaka University. 40. 103-111 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yuzo Mori: "Substrate Surface Modification by Ion Irradiation IーFormation of a Sn Ultraーthin Films on the SiO_2 Substrate Modified by Sn^+ Irradiation" Technology Reports of the Osaka University. 40. 303-313 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yuzo Mori: "Substrate Surface Modification by Ion Irradiation IIーLow Temperature Epitaxial Growth of Auon the KCl Substrate Modified by Au^+ Iwadiationー" Technology Reports of the Osaka University. 40. 315-321 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yuzo Mori: "A design of large current ion gun employing liguid metal ion source" Review of Scientific Instruments. 61. 1874-1879 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yuzo Mori: "Design of a Large Current Liquid Metal Ion Source" Technol, Repts, of the Osaka Univ.40. 103 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yuzo Mori: "Substrate Surface Modification by Ion Irradiation I - Formation of a Sn Ultra-thin Films on the SiO_2 Substrate Modified by S^+_ Irradiation-" Technol, Repts, ot the Osaka Univ.40. 303 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yuzo Mori: "Substrate Surface Modification by Ion Irradiation II -Low Temperature Epitaxial Growth of Au on the KCL Substrate" Technol, Repts, of the Osaka Univ.40. 315 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yuzo Mori: "Adesign of large current ion gun employing liquid metal ion source" Rev. Sci. Instrum.61. 1874 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 森勇藏: "超高真空用大電流イオンビ-ム表面改質装置の開発" 精密工学会誌.

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書

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公開日: 1989-04-01   更新日: 2016-04-21  

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