ラジカル表面励起法を用いた室温原子層堆積法の深化と応用

• 研究課題/領域番号: 15H03536
• 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: ナノ材料工学
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 廣瀬 文彦 山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (50372339)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円); 2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2016年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2015年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
• キーワード: 原子層堆積 / 薄膜 / 吸着 / 太陽電池 / 赤外吸収分光 / 原子層堆積法 / ナノコーティング / 複合吸着 / 色素増感太陽電池 / ゼオライト / ナノ材料 / 複合材料・物性 / マイクロ・ナノデバイス / 原子分子処理 / 複合 / 金属酸化膜 / 酸化 / 金属腐食

研究成果の概要

本研究では、室温原子層堆積法を活用し、従来、膜種が単元素酸化物に限られていたところを、複数の有機金属ガスの競合吸着反応を評価し制御することで、複合酸化物堆積法を構築することを目的とした。本研究では、アルミナシリカ膜を題材に。材料ガスの飽和吸着特性を調べ、Al/(Al+Si)濃度比で0.4から0.8の範囲で可変できることを明らかにした。アルミナシリカ膜はカチオン吸着膜としての特性を持ち、水質汚染フィルターとして使える可能性を見出した。また同膜は色素増感太陽電池の光電極に適用することで、光電流を増強させ、発電効率を向上させる効果があることを見出した。

研究成果

• [国際共同研究] Chimi Paris Tech(フランス)
• [雑誌論文] Room-temperature atomic layer deposition of SnO2 using tetramethyltin and its application to TFT fabrication (2018)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Tokoro, Shunsuke Saito, Kensaku Kanomata, Masanori Miura, Bashir Ahmmad, Shigeru Kubota, Fumihiko Hirose
  • 雑誌名: IEICE TRANSACTIONS on ELECTRONICS 巻: 印刷中
  • NAID: 130006729734
  • 査読あり
• [雑誌論文] 室温原子層堆積法とその応用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 廣瀬 文彦
  • 雑誌名: 応用物理 巻: 86 ページ: 796-800
  • NAID: 130007715566
  • 査読あり
• [雑誌論文] Room-Temperature Atomic Layer Deposition of Aluminum Silicate and its Application in Dye sensitized Solar Cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Imai, Yoshiharu Mori, Kensaku Kanomata, Masanori Miura, Bashir Ahmmad, Shigeru Kubota, Fumihiko Hirose
  • 雑誌名: Journal of Vacuum Science & Technology A: Vacuum, Surfaces, and Films 巻: 36 号: 1
  • DOI: 10.1116/1.5002716
  • 査読あり
• [雑誌論文] Room temperature atomic layer deposition of TiO2 on gold nanoparticles (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Tokoro, K. Kanomata, B. Ahammad, S. Kubota, F. Hirose)
  • 雑誌名: J. Vac. Sci. Technol. A 巻: 35 号: 1
  • DOI: 10.1116/1.4971398
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Room-temperature atomic layer deposition of ZrO2 using tetrakis(ethylmethylamino)zirconium and plasma-excited humidified argon (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Kanomata, K. Tokoro, T. Imai, P. Pansila, M. Miura, B. Ahmmad, S. Kubota, K. Hirahara, F. Hirose
  • 雑誌名: Applied Surface Science 巻: 387 ページ: 497-502
  • DOI: 10.1016/j.apsusc.2016.06.122
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Growth kinetics of temperature-controlled atomic layer deposition of GaN using trimethlgallium and remote-plasma-excited NH3 (2015)
  • 著者名/発表者名: P. Pugboon Pansila, K. Kanomata, M. Miura, B. Ahammad, S. Kubota, F. Hirose
  • 雑誌名: Applied Surface Science 巻: 357 ページ: 1920-1927
  • DOI: 10.1016/j.apsusc.2015.09.138
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] Room Temperature Atomic Layer Deposition and its applications (2018)
  • 著者名/発表者名: F.Hirose
  • 学会等名: The international workshop on Frontier and Cutting-edge Technologies over 2D Materials
  • 招待講演
• [学会発表] Room-temperature Atomic Layer Deposition of Al2O3 for Anticorrosion Coating on metal surfaces (2017)
  • 著者名/発表者名: Kensaku Kanomata, Makoto Ishikawa, Masanori Miura, Bashir Ahmmad, Shigeru Kubota, Kazuhiro Hirahara, Fumihiko Hirose
  • 学会等名: ECS meeting 231th
• [学会発表] Au-core TiO2 shell nanoparticles produced by atomic layer deposition (2017)
  • 著者名/発表者名: F. Hirose, K. Kanomata, M. Miura, K. Kikuchi, B. Ahmmad, S. Kubota
  • 学会等名: ECS meeting 231th
• [学会発表] Room Temperature atomic layer deposition of Al2O3 for anticorrosion coating on metal surfaces (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Kanomata, M. Ishikawa, M. Miura, B. Ahmmad, S. Kubota, F. Hirose
  • 学会等名: ALD 2017
• [学会発表] Effects of SiO2 and TiO2 Combination Coating on TiO2 Nanoparticle Electrodes in Dye Sensitized Solar Cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Kensaku Kanomata, Yuki Kato, Takahiro Imai, Masanori Miura, Bashir Ahmmad, Shigeru Kubota, and Fumihiko Hirose
  • 学会等名: Prime2016
  • 発表場所: アラモアナコンベンションセンター、ホノルル、アメリカ
  • 年月日: 2016-10-14
  • 国際学会
• [学会発表] Room-temperature atomic layer deposition of zirconium oxide using plasma excited water vapor (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Tokoro, K. Kanomata, B. Ahammad, S. Kubota, F. Hirose
  • 学会等名: ALD2016
  • 発表場所: ダブリン国際会議場、ダブリン、アイルランド
  • 年月日: 2016-07-25
  • 国際学会
• [学会発表] RT Atomic Layer Deposition of ZrO2 By Using Plasma Excited Water Vapor (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Kanomata , K. Tokoro, T. Imai, P. P. Pansila, M. Miura , B. Ahmmad , S. Kubota K. Hirahara, and F. Hirose
  • 学会等名: ２２９ECSミーティング
  • 発表場所: サンディエゴ国際会議場、サンディエゴ、アメリカ
  • 年月日: 2016-05-30
  • 国際学会
• [学会発表] RT atomic layer deposition of TiO2 and its application to nanoparticle coating (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Kanomata, K. Kikuchi, B. Ahmmad, S. Kubota, F. Hirose
  • 学会等名: The Joint Symposium of 10th International Symposium on Medical, Bio- and Nano-Electronics, and 7th International Workshop on Nanostructures & Nanoelectronics
  • 発表場所: 東北大学 仙台
  • 年月日: 2016-03-03
  • 国際学会
• [学会発表] Temperature-controlled atomic layer deposition of GaN using plasma-excited nitrogen source (2015)
  • 著者名/発表者名: P.Pungboon Pansila, Kensaku Kanomata, Bashir Ahammad, Shigeru Kubota, Fumihiko Hirose
  • 学会等名: 電子情報通信学会電子デバイス研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学 大阪
  • 年月日: 2015-11-27
• [学会発表] Invesitgation on Reaction Mechanism of Room-temperature HfO2 Atomic Layer Deposition using Multiple Internal Reflection Infrared Spectroscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Kanomata, H. Ohba, P. Pungboon Pansila, B. Ahmmad, S. Kubota, K Hirahara, F. Hirose
  • 学会等名: Atomic Layer deposition 2015
  • 発表場所: ポートランドヒルトン ポートランド 米国
  • 年月日: 2015-06-30
  • 国際学会
• [学会発表] Room-temperature Atomic Layer Deposition of Al2O3 for Anticorrosion Coating using Trimethlaluminum and remote-plasma excited water vapor (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Kanomata, H. Ohba, P. Pungboon Pansila, B. Ahmmad, S. Kubota, K Hirahara, F. Hirose
  • 学会等名: Atomic Layer deposition 2015
  • 発表場所: ポートランドヒルトン ポートランド 米国
  • 年月日: 2015-06-30
  • 国際学会
• [学会発表] RT atomicl layer deposition of Al2O3 by using remote plasma excited water vapor (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Kanomata, H. Ohba, P. Pungboon Pansila, B. Ahmmad, S. Kubota, K Hirahara, F. Hirose
  • 学会等名: The electrochemical society
  • 発表場所: シカゴヒルトン シカゴ 米国
  • 年月日: 2015-05-27
  • 国際学会
• [備考] 室温原子層堆積法
  • URL: http://fhirose.yz.yamagata-u.ac.jp/concept.html
• [産業財産権] 金属酸化物薄膜形成装置及び金属酸化物薄膜形成方法 (2017)
  • 発明者名: 廣瀬文彦、三浦正範、石川誠
  • 権利者名: 山形大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2017-220417
  • 出願年月日: 2017
• [産業財産権] 酸化物薄膜形成方法及び酸化物薄膜形成装置 (2016)
  • 発明者名: 廣瀬文彦
  • 権利者名: 山形大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2016-02-05