凝縮過程の分子工学的研究

• 研究課題/領域番号: 05239101
• 研究種目: 重点領域研究
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 東洋大学 (1995); 東京大学 (1993-1994)
• 研究代表者: 小竹 進 東洋大学, 工学部, 教授 (30013642)
• 研究分担者: 藤川 重雄 富山県立大学, 工学部, 教授 (70111937) ; 奥山 喜久夫 広島大学, 工学部, 教授 (00101197) ; 岡田 龍雄 九州大学, 工学部, 教授 (90127994) ; 相原 利雄 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (90006172) ; 今石 信之 (今石 宣之) 九州大学, 機能物質化学研究所, 教授 (60034394) ; 長崎 孝夫 東京工業大学, 工学部, 助教授 (30155923) ; 井上 剛良 九州大学, 機能物質科学研究所, 助教授 (20193592) ; 土方 邦夫 東京工業大学, 工学部, 教授 (60016582) ; 岡崎 健 東京工業大学, 炭素循環素材研究センター, 教授 (20124729)
• 研究期間 (年度): 1993 – 1995
• 研究課題ステータス: 完了 (1995年度)
• 配分額: 104,600千円 (直接経費: 104,600千円); 1995年度: 33,100千円 (直接経費: 33,100千円); 1994年度: 38,500千円 (直接経費: 38,500千円); 1993年度: 33,000千円 (直接経費: 33,000千円)
• キーワード: 分子凝縮機構 / 核凝縮・膜凝縮 / 熱CVD・反応CVD / クラスター / 微粒子 / 薄膜 / 凝縮制御 / 分子熱工学 / 熱CVD・プラズマCVD

研究概要

気相原子・分子の空間内あるいは固体面上での凝縮・凝集過程の分子熱工学的機構を実験および数値計算によって解明し,微粒子・薄膜製造における精密制御技術の基礎を確立することを目的とし,特に,(1)微粒子および薄膜生成の分子機構,(2)熱CVDにおける膜厚・組成・結晶形の制御,(3)金属原子の薄膜凝縮素過程,(4)クラスターおよび薄膜生成過程のミクロ伝熱機構,(5)相変化現象に関する分子運動理論,(6)分子クラスター形成に関する分子動力学,(7)レーザアブレーション成膜過程の原子・分子挙動,(8)気体の化学反応による超微粒子の生成・成長過程,(9)会合性液体分子の凝縮・蒸発過程の分子動力学的機構,(10)CVD過程における微小温度勾配の影響について重点的研究を行った.その結果,金属・非金属元素原子分子のクラスターサイズと薄膜生成速度の関係,有機金属化合物の熱CVDの気相および表面反応モデルによる成膜機構の解析と高速回転熱CVD装置の試作による成膜速度の均一高速化の実証,並進速度を制御した金属分子線の蒸着実験による膜結晶構造におよぼす並進エネルギーの影響,低融点金属蒸気のノズル膨張によるクラスター生成の減速電界法による検出,衝撃波管端面膜凝縮による液膜厚さおよび液膜表面蒸気温度の時間変化からメタノール蒸気の凝縮係数の決定,分子動力学計算により水分子のクラスター過程と水素結合ネットワークの形成の解明,レーザ誘起蛍光観測装置とその画像処理計測システムの開発による高温超伝導体薄膜のレーザアブレーション時の原子分子挙動のその場観察と成膜機構の解明,気相反応による凝集微粒子の生成過程での焼結緻密化特性およびその一次粒子成長過程の静電分級器計測と数値解析,液体表面での熱平衡時の蒸発・凝縮の分子動力学的機構,CVD過程で表面近傍の気相反応による活性中間体の微小温度勾配による膜生成過程への影響,などを明らかにした.

研究成果

• [文献書誌] 青木 功: "分子クラスターと膜凝縮速度に関する研究" 日本機械学会論文集. B61-591. 283-287 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Akiyama,Y.: "Shape of film grown on micro-size trenches and holes by chemical vapor deposition:3-dimensional Monte Calro simulation" Japan Journal Applied Physics. 34. 6171-6177 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Fujikawa,S.: "Molecular study on phase transition phenomena of fluid" Thermal Science and Engineering. 3-3. 45-50 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Ohara,T.: "Molecular dynamics study on phase change and cluster formation in fluid" Thermal Science and Engineering. 3-3. 7-13 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Nakata,Y.: "Two-dimensional laser-induced fluorescence imaging on non-emissive species in pulsed-laser deposition process of YBa2Cu307-x" Applied Physics Letters. 66-23. 3206-3208 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Seto,T.: "Evaluation of sintering on nanometer-sized titania using aerosol method" Aerosol Science Technology. 23-2. 183-200 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Aoki, I and Kotake, S.: "Study of cluster size effects on film condensation" Trans.of JSME. B61-591. 283-287 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Akiyama, Y.and Imaishi, N.: "Shape of film grown on micro-size trenches and holes by chemical vapor deposition : 3-dimensional Monte Calro simulation" Japan Journal Applied Physics. 34. 6171-6177 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Inoue, T.: "Effect of the translational energy of silver atoms and the deposition rate on the film condensation process and crystalline of thin film" Thermal Science and Engineering. 3-3. 51-56 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Fujikawa, S.: "Molecular study on phase transition phenomena of fluid" Thermal Science and Engineering. 3-3. 45-50 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Fujikawa, S.: "Theory of film condensation on shock-tube endwall behind reflected shock wave" Trans.of JSME. 61B-581. 635-642 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Ohhara, T.and Aihara, T.: "Molecular dynamics study on phase change and cluster formation in fluid" Thermal Science and Engineering. 3-3. 7-13 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Ohara, T.and Aihara, T.: "Molecular dynamics study on hydrogen bond in water" Trans.of JSME. 61B-595. 1107-1114 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Nakata, Y.and Okada, T.: "Two-dimensional laser-induced fluorescence imaging on non-emissive species in pulsed-laser deposition process of YBa2Cu307-x" Applied Physics Letters.66-23. 3206-3208 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Seto, T.and Okuyama, K.: "Evaluation of sintering on nanometer sized titania using aerosol method" Aerosol Science Technology. 23-2. 183-200 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Matsumoto, M.: "Molecular mechanism of evaporation and condensation" Thermal Science and Engineering. 3-3. 27-33 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] 青木 功: "分子クラスターと膜凝縮速度に関する研究" 日本機械学会論文集. B61-591. 283-287 (1995)
• [文献書誌] 北原 元: "分子クラスターの薄膜凝縮に関する研究" 32回日本伝熱シンポジウム講演論文集. 2. 577-578 (1995)
• [文献書誌] Y.Akiyama: "Applicability of one-dimensional diffusion model for step coverage analysis-comparison with a single Monte-Carlo method" Applied Physics Letters. 67. 620-622 (1995)
• [文献書誌] Y.Akiyama: "Shape of film grown on micro-size trenches and holes by chemical vapor deposition:3-dimensional Monte Calro simulation" Jpn Journal Applied Physics. 34. 6171-6177 (1995)
• [文献書誌] T.Inoue: "Effect of the translational energy of silver atoms and the deposition rate on the film condensation process and crystalline of thin film" Thermal Science and Engineering. 3-3. 51-56 (1995)
• [文献書誌] 長崎 孝夫: "金属蒸気の膨張におけるクラスター生成に関する研究" 32回日本伝熱シンポジウム講演論文集. 3. 859-860 (1995)
• [文献書誌] S.Fujikawa: "Molecular study on phase transition phenomena of fluid" Thermal Science and Engineering. 3-3. 45-50 (1995)
• [文献書誌] S.Fujikawa: "Shock-tube-deduced condensationcoefficient" Proc.of 20th Int.Symp on Shock Waves. in press (1995)
• [文献書誌] T.Ohara: "Molecular dynamics study on phase change and cluster formation in fluids" Thermal Science and Engineering. 3-3. 7-13 (1995)
• [文献書誌] 小原 拓: "水の水素結合に関する分子動力学的研究(第2報,水素結合ネットワークの解析" 日本機械学会論文集. B61-583. 1107-1113 (1995)
• [文献書誌] W.K.A.Kumuduni: "Effect of cumulative ablation on the ejection of particulates and molecular species from YBa2Cu307-x targets" J.Applied Physics. 77-11. 5961-5967 (1995)
• [文献書誌] Y.Nakata: "Two-dimensional laser-induced fluorescence imaging of non-emmisive species in pulsed-laser depostion process of YBa2Cu307-x" Applied Physics Letters. 66-23. 3206-3208 (1995)
• [文献書誌] T.Seto: "Evaluation of sintering of nanometer-sized titania using aerosol method" Aerosol Science Technology. 23-2. 183-200 (1995)
• [文献書誌] M.Adachi: "Film preparation by a new chemical vapor deposition process using ionization of tetraethylorthosilicate" Jpn.J.Applied Phys.34-2(9A). 1148-1150 (1995)
• [文献書誌] M.Matsumoto: "Molecular mechanism of evaporation and condensation" Thermal Science and Engineering. 3-3. 27-31 (1995)
• [文献書誌] K.Yasuoka: "Dynamics near a liquid surface:mechanism of evaporation and condensation" J.Molecular Liquids. 65-66. 329-332 (1995)
• [文献書誌] 橋本博文: "相変化過程における分子振動エネルギー変化の分光学的研究" 日本機械学会論文集(B). 60-571. 977-982 (1994)
• [文献書誌] H.Hashimoto: "Fourier transform infrared spectroscopy of molecular clusters" Progress in Astronautics and Aeronautics. 158. 302-310 (1994)
• [文献書誌] 今石宣之: "酢酸亜鉛によるZnOのCVDに及ぼす操作圧の効果" 化学工学論文集. 21-2. 印刷中 (1995)
• [文献書誌] N.Imaishi: "Reaction analysis for ZrO_2 and Y_2O_3 thin film growth by LPCVD using β-diketonate complexes" J.Crystal Growth. 147. 130-146 (1994)
• [文献書誌] 藤川重雄: "会合性液体の蒸発・凝縮現象に関する分子論的研究" 日本機械学会論文集(B). 61-581. 215-222 (1995)
• [文献書誌] 藤川重雄: "衝撃波の反射領域・衝撃波管管端面での蒸気の膜状凝縮理論" 日本機械学会論文集(B). 61-582(印刷中). (1995)
• [文献書誌] 小原 拓: "水の水素結合に関する分子動力学的研究(第1報:結合数及び寿命の温度・密度依存成)" 日本機械学会論文集(B). 61-582(印刷中). (1995)
• [文献書誌] 小原 拓: "水の水素結合に関する分子動力学的研究(第2報:水素結合ネットワークの解析)" 日本機械学会論文集(B). 61-583(印刷中). (1995)
• [文献書誌] Y.Nakata: "Plume-subtrate interaction in pulsed-laser deposition of high temperature superconducting thin film" Appl.Phys.Lett.64. 2599-2801 (1994)
• [文献書誌] W.K.A.Kumudani: "Spatial distribution of YO molecules ejected from laser-ablated YBa_2Cu_3O_7-x" Applied Physics. B58. 289-294 (1994)
• [文献書誌] M.Shimada: "Wall deposition of ultrafine particles by thermophoresis in nonisothermal laminar pipe flow of different carrier gas" Jpn J.Appl.Phys.33. 1174-1181 (1994)
• [文献書誌] M.Shimada: "Size change of very fine silver agglomerates by sintering in a heated flow" J.Chem.Eng.Jpn.27. 795-802 (1994)
• [文献書誌] 橋本博文: "相変化過程の分子振動エネルギーの研究" 30回日本伝熱シンポジウム講演論文集. 1. 331-333 (1993)
• [文献書誌] 小林伸和: "分子線TOF法による金属薄膜凝縮の研究" 30回日本伝熱シンポジウム講演論文集. 1. 325-327 (1993)
• [文献書誌] 小林伸和: "分子線TOF法によるクラスターの凝縮の研究" 日本機械学会論文集. B59. 3877-3882 (1993)
• [文献書誌] N.Imaishi: "LPMOCVD of YSZ thin film:experiment and model analyses" Proc.12 Int.Symp.Chem.vapor Deposition. PV.93-2. 300-305 (1993)
• [文献書誌] N.Imaishi: "Maragoni convection in small liquid bridge of molton NaCl" Proc.Int.Symp.Microgravity Sci.Appl.C-7. 1-6 (1993)
• [文献書誌] N.Imaishi: "Reaction analysis for Zr02 and Y203 thin film growth by LPCVD using β-diketonate complexes" J.Crystal Growth. 135(未定). (1994)
• [文献書誌] K.Okazaki: "Highly nonequilibrium plazma chemistry at atmospheric pressure and temperature in the conrol of material conversion processes" Thermal Science and Engineering. 2. 21-27 (1994)
• [文献書誌] 岡崎健: "高電圧極短パルスプラズマの構造形成過程制御と応用" 30回日本伝熱シンポジウム講演論文集. 3. 736-738 (1993)
• [文献書誌] 土方邦夫: "金属蒸気の凝縮核生成に関する研究" 30回日本伝熱シンポジウム講演論文集. 1. 319-321 (1993)
• [文献書誌] 藤川重雄: "衝撃波の反射領域における蒸気の相変化の理論" 日本機械学会北陸信越支31期講演論文集. 1(未定). (1994)
• [文献書誌] 藤川重雄: "異波長レーザービームによる多原子分子蒸気の相変化測定" 日本機械学会北陸信越支31期講演論文集. 1(未定). (1994)
• [文献書誌] 藤川重雄: "レーザー差動干渉法による衝撃波管内気体密度の測定" 日本機械学会北陸信越支31期講演論文集. 1(未定). (1994)