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気相成長ナノ粒子直接照射による酸化物ナノコンポジット機能材の低温高速成膜法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16656226
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 材料加工・処理
研究機関大阪大学

研究代表者

節原 裕一  大阪大学, 接合科学研究所, 教授 (80236108)

研究分担者 藤山 寛  長崎大学, 大学院・生産科学研究科, 教授 (20112310)
高橋 和生  京都大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50335189)
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2006年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2005年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2004年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードナノコンポジット / 酸化物ナノ粒子 / 誘導結合プラズマ / 内部アンテナ / 製膜プロセス / 内部アンテナ型誘導結合プラズマ
研究概要

本研究では、ナノ粒子をビーム状に基板へ直接照射しながらマトリックス材の同時成膜を行う新しい成膜技術を独自のプラズマ生成法を利用して開発することを目的とし、酸化物ナノコンポジット機能材の低温高速成膜を目指している。3年間の研究計画の最終にあたる本年度は、マトリックス材の形成に用いるプラズマ源の特性解明による製膜プロセスの高品質化への指針確立と共に、気相でのナノ粒子改質特性の解明に重点を置いて、以下の研究を行った。まず、マトリックス材の形成に用いる内部アンテナ型誘導結合プラズマにおいて、高品質の製膜プロセスの実現に資することを念頭に、プラズマ生成の起源であるアンテナ周辺でのプラズマパラメータの分布について詳細に調べた。アンテナ周辺での放電は、アンテナのアスペクト比、すなわち誘導電界の分布に大いに依存し、さらに静電結合に伴うプラズマの電位揺動ならびにプラズマ電位を抑制する上で、アンテナの低インダクタンス化が有効であることを明らかにした。これらの知見を基に開発したプラズマ源では、対地に対するイオンエネルギーを5〜10eVまで低減可能であることが明らかとなり、イオンダメージを抑制した高品質プロセスへの足がかりが得られた。さらに、昨年度に開発した誘導結合型プラズマノズルを用いたナノ粒子プロセス系による粒子製膜の重要なポイントとして、気相でのナノ粒子改質特性について調べた。昨年度に得られた結果をさらに詳細に検討し、希土類を含有する3元系酸化物ナノ粒子を用いた実験により、希ガスプラズマのみによる急速加熱を施した場合には相分離を生じるのに対し、反応性気体を微量含有する高密度プラズマを用いることにより、相構造の安定性を保った状態で低温相から高温相への相変換が可能となることを明らかにした。また、プラズマCVD法の併用によりナノ粒子膜へのマトリックス材の形成も容易に可能であることを示した。

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2007 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (10件)

  • [雑誌論文] Phase Structure Control of Yttrium Iron Garnet Nanoparticle Films Using Inductively-Coupled High-Pressure RF Plasmas2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Setsuhara
    • 雑誌名

      Proc. 24th Symp. on Plasma Processing, Osaka, Japan, 2007.1.29-31

      ページ: 111-112

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Designing of Meters-Scale Ultra-Large Area RF Plasma Sources Sustained with Multiple Low-Inductance-Antenna Modules2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Setsuhara
    • 雑誌名

      Proc. 24th Symp. on Plasma Processing, Osaka, Japan, 2007.1.29-31

      ページ: 61-62

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Characterization of Inductively-Coupled RF Plasma Sources with Multiple Low-Inductance Antenna Units2006

    • 著者名/発表者名
      Kosuke TAKENAKA
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 45・10B

      ページ: 8046-8049

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of Antenna Size and Configurations in Large-Area RF Plasma Production with Internal Low-Inductance Antenna Units2006

    • 著者名/発表者名
      Hiroshige DEGUCHI
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 45・10B

      ページ: 8042-8045

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of Internal-Antenna-Driven RF Plasma Sources for Ultra-Large-Area Deposition of Carbon-Related Films2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Setsuhara
    • 雑誌名

      11th International Conferences on Modern Materials and Technologies, Acireale, Sicily, Italy, 2006.6.4-9, (2006) (INVITED)

      ページ: 179-180

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of Meters-Scale Large-Area RF Plasma Sources with Control Capabilities of Power deposition Profiles2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Setsuhara
    • 雑誌名

      Proc.6^<th> International Conf.on Reactive Plasmas and 23^<nd> Symp.on Plasma Processing, Matsushima, Japan, Jan.24-27,(2006)

      ページ: 179-180

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of Large-Area Uniform RF Plasma Sources with Low-Inductance Internal Antenna Units -Effects of Antenna Size and Configurations-2006

    • 著者名/発表者名
      H.Deguchi
    • 雑誌名

      Proc.6^<th> International Conf.on Reactive Plasmas and 23^<rd> Symp.on Plasma Processing, Matsushima, Japan, Jan.24-27, (2006)

      ページ: 181-182

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] メートルサイズの大面積プロセスに向けたプラズマ技術2005

    • 著者名/発表者名
      節原裕一
    • 雑誌名

      表面技術 56・5

      ページ: 268-275

    • NAID

      10015665593

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 次世代メートルサイズ大面積プロセス用プラズマ源2005

    • 著者名/発表者名
      節原裕一
    • 雑誌名

      プラズマ・核融合学会誌 81・2

      ページ: 85-93

    • NAID

      110003827774

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Standing-Wave-Free Large-Area Inductively Coupled Plasmas with Multiple Low-Inductance Antenna Modules -Novel Plasma Technologies toward Meters-Scale FPD Processing-2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Setsuhara, A.Ebe
    • 雑誌名

      Proc.The International Union of Material Research Society -International Conference in Asian 2004 (IUMRS-ICA-2004), Hsinchu, Taiwan, November 16-18, (2004) (CDROM)

      ページ: 1-12

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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