| 研究課題/領域番号 |
16K04958
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
薄膜・表面界面物性
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| 研究機関 | 長岡技術科学大学 |
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研究代表者 |
伊藤 治彦 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (70201928)
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| 研究協力者 |
斎藤 秀俊
大柿 猛
津留 紘樹
熊倉 基起
茂木 紳令
平松 拳也
飯澤 仁規
関崎 千歳
家老 克徳
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | アモルファス窒化炭素 / プラズマＣＶＤ / XPS分析 / 結合状態解析 / アモルファス窒化炭素薄膜 / マイクロ波プラズマCVD / 高周波プラズマCVD / X線光電子スペクトル / 元素分析 / 高窒素含有率 / 化学結合状態解析 / プラズマCVD / 高周波プラズマ / マイクロ波プラズマ / 構造解析 / XPS / 結合解析 / 表面・界面物性 / レーザー分光 / フリーラジカル |
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| 研究成果の概要 |
アモルファス窒化炭素（a-CNx）薄膜は高硬度コーティング材料として期待されている。その理由はC-N単結合の距離（0.147 nm）がsp3のC-C結合の距離（0.154 nm）に比べて短く、ダイヤモンド様炭素（DLC）より高密度になると予想されるからである。合成する上での目標は[N]/([N]+[C]）比を理論値0.57に近づけることである。本研究ではマイクロ波または高周波プラズマCVD装置を用い、0.3 Torr程度のN2ガス中に微量の（7 mTorr程度）CH3CN、C6H6またはn-C6H14を導入することにより、[N]/([N]+[C])=0.32-0.49の高窒素含有率を達成した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究成果の学術的・社会的意義は以下のとおりである。これまでN2と有機化合物（主にCH4）の混合気体に対する放電プラズマCVDでは、膜の[N]/([N]+[C])比は0.1程度いかに抑えられていた。本研究成果の核心はその比を0.5近くにまで引き上げたことで、有機化合物蒸気の分圧をN2の分圧に比べて極端に低く抑えるという反応設計が機能していることを示している。これらの高窒素含有膜の結合状態をXPSで解析された例はこれまで報告されておらず、今後実用化に向けた取り組みにおいて基礎データを提供する意義がある。本研究成果をまとめた論文に対し、「窒化炭素膜の実用化への扉を開いた」とのコメントがあった。
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