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電子線照射による機能性酸化物薄膜の常温結晶成長と工学的応用

研究課題

研究課題/領域番号 14350347
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 無機材料・物性
研究機関東京工業大学

研究代表者

吉本 護  東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助教授 (20174998)

研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
7,900千円 (直接経費: 7,900千円)
2004年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2003年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2002年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
キーワード電子線 / 照射 / 酸化物 / 薄膜 / 室温 / 微細パターン / 結晶成長 / エピタキシャル薄膜 / 常温 / 応用 / 電子線照射 / 常温成長 / エピタキシャル / アルミナ / レーザーアブレーション / 常温結晶成長
研究概要

本研究により,結晶性薄膜の成長中に電子線照射などの手段を使うことにより,機能性酸化物単結晶薄膜の低温成長,特に室温での成長に成功し,低温成長のための基盤的要素技術の確立に有用な知見を得ることができた。単結晶アルミナ(サファイア:α-Al2O3)薄膜においては,電子線照射部の選択的室温エピタキシャル成長を達成し、非晶質部の選択エッチングによりサファイアの微継パターンを形成することができた。また、断面構造を高分解能透過型電子顕微鏡などで評価した結果、電子線照射の有無で結晶性た明瞭な違いが確認され、さらにTEM観察中にも非晶質膜において基板との境界面から結晶化が起こることが見出された。本研究で開発した電子励起の室温エピタキシー(単結晶化)技術により、サファイア基板上にマイクロウォールやマイクログループといった、ナノレベルで高さを制御した微細加工プロセスを確率することができた。これらのサファイア基板上マイクロパターンは、サファイアの持つ高い化学的耐久性や透明性から、集積化した化学チップやバイオセンサー、光電子デバイスなどの分野への応用が期待誉れる。また、この室温プロセスを用いた太陽電池の作製や種々の酸化物表面上の微細パターン形成といった工学的な応用例にも成功した。このようにセラミックスの成形・加工技術は高温を必要とするのが常識であったが、レーザー・電子線・ナノテクノロジーを巧みに組み合わせることにより、新たなセラミックス要素技術を確立することができた。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (15件) 文献書誌 (3件)

  • [雑誌論文] Nanascale Flow Defoxmation of Silicnle Glass Ulwa-thin Films for Development of Nano-Patlerned Glass Surfaces2004

    • 著者名/発表者名
      S.Akiba, W.Hara, S.Sato, A.Matsuda, A.Sasaki, M.Yashimoto
    • 雑誌名

      J. Mater. Res. 19(9)

      ページ: 2683-2686

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Room-Tomperatuse growth of ultrcsmooth seN epitaxial thin Films on Sapphire with NiO batler layer2004

    • 著者名/発表者名
      A.Sasaki, J.Liu, W.Hara, S.Akiba, K.Saito, T.Yodo, M.Yoshimoto
    • 雑誌名

      J. Mater. Res. 19(9)

      ページ: 2725-2729

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Nanosca;e Epitaxial Growth Contral of Oxide thin Films by Laser Molewlar Bown Epitqxy toeaeds Oxide Nanoclectwnics2004

    • 著者名/発表者名
      M.Yoshimoto, A.Sasaki, S.Akiba
    • 雑誌名

      Science & Technologg of Advanced Materiols 5(4)

      ページ: 527-532

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Nanoscale Flow Deformation of Silicate Glass Ultrathin Films for Development of Nano-Patterned Glass Surfaces2004

    • 著者名/発表者名
      S.Akiba, W.Hara, S.Sato, A.Matsuda, A.Sasaki, M.Yoshimoto
    • 雑誌名

      J. Mater. Res. 19(9)

      ページ: 2683-2686

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Room-temperature growth of ultrasmooth AlN epitaxial thin films on sapphire with NiO buffer layer2004

    • 著者名/発表者名
      A.Sasaki, J.Liu, W.Hara, S.Akiba, K.Saito, T.Yodo, M Yoshimoto
    • 雑誌名

      J. Mater. Res. 19(9)

      ページ: 2725-2729

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Nanoscale epitaxial growth control of oxide thin films by laser molecular beam epitaxy towards, oxide nanoelectronics2004

    • 著者名/発表者名
      M.Yoshimoto, A.Sasaki, S.Akiba
    • 雑誌名

      Science and Technology of Advanced Materials 5(4)

      ページ: 527-532

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Nanoscale epitaxial Growth control of oxide thin Films by laser MBE towards oxide nanoelectronics2004

    • 著者名/発表者名
      M.Yoshimoto, A.Sasaki
    • 雑誌名

      Sci. & Tech. of Adv. Mater. 5

      ページ: 527-532

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] High-contrast imaging of NiO nanochannels using a Polarisatonner-field scanning optical microscope2004

    • 著者名/発表者名
      M.Sakai, S.Mononobe, A.Sasaki, M.Yoshimoto, T.Saiki
    • 雑誌名

      Nanotechnology 15

      ページ: 362-364

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Room-temperature growth of Ultrasmooth AIN epitaxial thin films on Sapphire with NiO buffer layer2004

    • 著者名/発表者名
      A.Sasaki, M.Yoshimoto
    • 雑誌名

      J. Mater. Res. 19

      ページ: 2725-2729

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Stractural analysis of NiO ultra-thin films epitaxially grown on ultra-smooth sapphire substrates by synchrotron X R D2003

    • 著者名/発表者名
      O.Sakata, Mis-Suyi, A.Matsuda, J.Liu, S.Sato, S.Akiba, A.Sasaki, M.Yahimoto
    • 雑誌名

      Applied Surface Sciences 221

      ページ: 450-454

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structural analysis of NiO ultra-thin films epitaxially grown on ultra-smooth sapphire substrates by synchrotroi X-ray diffraction measurements2003

    • 著者名/発表者名
      O.Sakata, Min-Su Yi, A.Matsuda, J.Liu, S.Sato, S.Akiba, A.Sasaki, M.Yoshimoto
    • 雑誌名

      Applied Surface Science 221

      ページ: 450-454

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fabrication of Micro-patterns on Sapphire Substrates via Room-Temperature Selective Homoepitaxial Growth by E-Beam2002

    • 著者名/発表者名
      A.Sasaki, H.Isa, J.Liu, M.Yoshimoto
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys 41

      ページ: 6534-6535

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Room-Temperature epitaxial Growth of Indium tin oxide thin films on Si substrates with an epitaxial CeO_2 ultrathin buffer2002

    • 著者名/発表者名
      J.Tashiro, A.Sasaki, Aiba, S.Sato, T.Watanabe, H.Funakabe, M.Yoshimoto
    • 雑誌名

      Thin Solid Films 415

      ページ: 272-275

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fabrication of Micro-patterns on Sapphire Substrates via Room-Temperature Selective Homoepitaxial Growth Induced by Electron Beam Irradiation2002

    • 著者名/発表者名
      A.Sasaki, H.Isa, J.Liu, M.Yoshimoto
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 41

      ページ: 6534-6535

    • NAID

      110006341978

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Room-temperature epitaxial growth of indium tin oxide thin films on Si substrates with an epitaxial CeO2 ultrathin buffer2002

    • 著者名/発表者名
      J.Tashiro, A.Sasaki, S.Akiba, S.Satoh, T.Watanabe, H.Funakubo, M.Yoshimoto
    • 雑誌名

      Thin Solid Films 415

      ページ: 272-275

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Yoshimoto, A.Sasaki, S.Akiba: "Nanoscale epitaxial growth control of oxide thin films by laser molecular beam epitaxy - towards oxide nanoelectronics"Science and Technology of Advanced Materials. (in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] O.Sakata, A.Matsuda, M.Yoshimoto: "Structural analysis of NiO ultra-thin films epitaxially grown on ultra-smooth sapphire substrates by synchrotron XRD measurements"Applied Surface Science. 221. 450-454 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] A.Sasaki, M.Yoshimoto: "Fabrication of Micro-patterns on Sapphire Substrates via Room-temperature Selective Homoepitaxial Growth Induced by Electron Beam"Japanese Journal of Applied Physics. 41. 6534-6535 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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