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静磁場印加マイクロ波ラピッドアニールプロセスによる金属薄膜の粒構造制御

研究課題

研究課題/領域番号 16K14433
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 材料加工・組織制御工学
研究機関東北大学

研究代表者

吉川 昇  東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (70166924)

研究分担者 Komarov Sergey  東北大学, 環境科学研究科, 教授 (20252257)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
キーワードマイクロ波 / 金属薄膜 / ラピッドアニール / 磁場印加 / 表面平坦性 / 平坦性 / 結晶粒成長 / 表面拡散 / アニール / 結晶粒
研究成果の概要

Au薄膜を、スパッター法でマイクロ波吸収が無視できる石英(SiO2)基板に室温で膜厚数10~数100nm析出させた後、5.8GHzシングルモードアプリケータ、現存装置)によりポストアニールを行なった。この際に、現存の電磁石を利用して、磁場印加を行なった。 AFM(原子力間顕微鏡)により得られた薄膜の組織観察や、膜表面の平坦性についてテジタルデータを得て、これをフーリエ解析し、 凹凸の周期(波数)の変化につ いて解析を行なった。外部から静磁場を印加し、マイクロ波加熱処理を行なうことにより、結晶粒成長を抑制する事でき、平坦性が向上する傾向がある事が分 かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、金属薄膜の有効なマイクロ波吸収特性を利用して、短時間で金属薄膜のポストアニールを行う手法とそのプロセスにおける静磁場印加効果を調べることができた。また、本研究においては、膜平坦性を、膜厚プロファイルの波数スペクトルを取るという手法を用いて、定量的に解析することができた。本研究は、マイクロ波を援用した機能材料プロセッシングの1つとして、新規な方法を提案、実証することができ、プロセスの短時間、省エネルギー化に貢献できると考えられる。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] Microwave Processing of Metallic materials2018

    • 著者名/発表者名
      Noboru Yoshikawa
    • 雑誌名

      IOP Conference Series: Materials Science and Engineering

      巻: 424 ページ: 012041-012041

    • DOI

      10.1088/1757-899x/424/1/012041

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Permittivity and Electric Conductivity Measurement and Microwave Heating Behavior of Mo/Cordierite Composite Materials2018

    • 著者名/発表者名
      N.Yoshikawa, N.Inoue, T.Watanabe, S.Komarov
    • 雑誌名

      Proceedings of 2018 Asia-Pacific Microwave Conference, Xplore IEEE

      巻: FR1-103-1 ページ: 1136-1138

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロ波ポストアニールにおける金属薄膜の組織変化2019

    • 著者名/発表者名
      吉川昇、五十嵐健、田口洋行、永田彩花、コマロフ セルゲイ
    • 学会等名
      日本電磁波エネルギー応用学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 金属薄膜のマイクロ波加熱による膜組織変化2018

    • 著者名/発表者名
      吉川昇、五十嵐健、田口洋行、永田彩花、セルゲイコマロフ
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属薄膜のマイクロ波ラピッドアニーリングによる組織変化2018

    • 著者名/発表者名
      吉川昇、五十嵐健、田口洋行、永田彩花、セルゲイコマロフ
    • 学会等名
      日本電磁波エネルギー応用学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Microwave Application to Annealing of Metal Thin Films.2016

    • 著者名/発表者名
      Noboru Yoshikawa, Ayaka Nagata, Hiroyuki Taguchi and Sergey Komarov
    • 学会等名
      3rd Global Congress on Microwave Energy Application (3GCMEA)
    • 発表場所
      スペイン、カルタヘナ
    • 年月日
      2016-07-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会・シンポジウム開催] 3GCMEA (3rd Global Congress on Microwave Energy Applications)2016

    • 発表場所
      Cartagena
    • 年月日
      2016-07-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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