| 研究課題/領域番号 |
09450023
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
表面界面物性
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| 研究機関 | 金沢工業大学 |
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研究代表者 |
西川 治 金沢工業大学, 工学部, 教授 (10108235)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1999
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| 研究課題ステータス |
完了 (1999年度)
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| 配分額 *注記 |
13,400千円 (直接経費: 13,400千円)
1999年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
1998年度: 6,300千円 (直接経費: 6,300千円)
1997年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
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| キーワード | 走査型アトムプローブ(SAP) / CVDとHPHTダイヤモンド / カーボンナノチューブ(CNT) / 光励起電界放射 / F-N plot / シリコン / クラスター / グラファイト / CVDダイヤモンド / HPHTダイヤモンド / ガラス状炭素 / 走査型アトムプローブ / 電子のトンネル / 電界蒸発 / 電界放射 / ダイヤモンド / マススペクトル |
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| 研究概要 |
負電位にある半絶縁性または絶縁性の材料に光を当てると、電界放射電流が激増する。また、正電位を印加した場合も、光励起電界放射や電界蒸発が起こる。そこで、本研究では、この現象を生かして、電導率の低い化学蒸着(CVD)と高圧高温(HPHT)ダイヤモンド、純度が99.8と99.99%のグラファイト、ガラス状炭素、カーボンナノチューブ(CNT)、微細加工を施したシリコン、シリコン(111)面上のシリコンピラミッド、シリコン細粉の電界放射特性と表面状態との相関が走査型アトムプローブ(Scanning Atom Probe,SAP)を用い調べられた。試料には電圧パルスとYAGレーザー光を照射して光励起効果を確認した。分析結果は、ダイヤモンドに大量の水素が含まれており、その濃度がダイヤモンドの成長過程での水素分圧に比例して高まることを示した。また、全ての炭素材料からは会合数が奇数のクラスターが多く検出され、高純度グラファイトでは特に多い。弗酸で処理したシリコンでは、表面層内の酸素量は激減するが、炭素は残留すること、また、微細加工したシリコンマイクロティップは、弗酸処理により汚染され易く、弗素、酸素、炭素がシリコン内部深くまで侵入・拡散する事も明らかにした。光励起電界放射を調べる試料として、ガラス面上に電導性透明薄膜を蒸着し、その上を絶縁性のSiO_2薄膜で覆ったが、膜の厚みが不均一であり、微細な亀裂を通して電子が放射されたので、光励起電界放射を確認するに至っていない。F-N Plotの傾きを縦軸とし、F-N Plotがlog(I/V^2)軸と交わる切片を横軸とするチャートは、本研究で調べられた試料の内、CNTの仕事関数が最も低く、水素を吸着させると、仕事関数がやや増加した。これに対して、シリコンでは、水素吸着により仕事関数が下がるという逆の効果が観察された。猶、SAPに位置感知型イオン検出器を導入し、組成分布を原子レベルの分解能で表示する機能の開発も進められた。
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