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ケイ素および窒素の共添加による高機能ダイヤモンドライクカーボンの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K04688
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分26020:無機材料および物性関連
研究機関弘前大学

研究代表者

中澤 日出樹  弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (90344613)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードカーボン材料 / プラズマ化学気相成長法 / 電子・電気材料 / コーティング材料
研究成果の概要

ダイヤモンドライクカーボン(DLC)は、高硬度、高耐摩耗性、低摩擦係数などの特徴を有していることから、ハードコーティング材料などとして応用が進められている。また、DLCを用いた太陽電池など半導体材料としての応用が注目されている。本研究では、シリコン(Si)および窒素(N)を添加したDLCを作製し、諸特性と構造・化学結合状態との相関関係を調べた。その結果、SiおよびN添加は、DLCの機械的特性・トライボロジー特性を向上させること、ならびにDLCに新しい機能を発現させるのに有効であることがわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

SiとNを添加したDLCはC原子とN原子の結合形態が3種類存在し、C、Si、N間の結合が多様であることから、化学結合状態を制御することでDLCの特性を幅広く変化させることができる。原子間結合制御によって、SiとNを添加したDLCの特性を向上させ、更には新たな機能を付与することで、高温環境下などの過酷な条件で用いられるコーティング材料や高機能電子材料などとして新たな応用展開が可能になると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [学会発表] Influence of Hydrogen Gas Flow Ratio on the Properties of Silicon and Nitrogen Doped Diamond-Like Carbon Films by Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition2021

    • 著者名/発表者名
      H. Osanai, Y. Sasaki, Y. Ohtani, Y. Murono, M. Sato, Y. Kobayashi, Y. Enta, Y. Suzuki, H. Nakazawa
    • 学会等名
      14th International Conference on New Diamond and Nano Carbons 2020/2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Annealing Effects on the Properties of Hydrogenated Diamond-Like Carbon Films Doped with Silicon and Nitrogen2021

    • 著者名/発表者名
      H. Nakazawa, K. Nakamura, H. Osanai, H. Koriyama, Y. Kobayashi, Y. Enta, Y. Suzuki, M. Suemitsu
    • 学会等名
      14th International Conference on New Diamond and Nano Carbons 2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プラズマ化学気相成長法によるケイ素および窒素を添加したダイヤモンドライクカーボン薄膜の特性評価2020

    • 著者名/発表者名
      中澤 日出樹
    • 学会等名
      化学工学会 第51回秋季大会 (2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 窒素添加ダイヤモンドライクカーボン膜特性へのポストアニール効果2020

    • 著者名/発表者名
      長内 公哉,中村 和樹, 郡山 春人, 小林 康之, 遠田 義晴, 鈴木 裕史, 中澤 日出樹
    • 学会等名
      2020年 日本表面真空学会 学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ポストアニールが窒素添加水素化DLC膜の機械的・光学的・電気的特性に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      長内 公哉,室野 優太,佐藤 聖能,小林 康之,遠田 義晴,鈴木 裕史,中澤 日出樹
    • 学会等名
      第34回ダイヤモンドシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 窒素添加DLC膜特性へのアニール効果2020

    • 著者名/発表者名
      長内公哉、中村和樹、郡山春人、小林康之、遠田義晴、鈴木裕史、中澤日出樹
    • 学会等名
      日本表面真空学会東北・北海道支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ポストアニールが窒素添加DLC膜特性に及ぼす効果2020

    • 著者名/発表者名
      長内 公哉、中村 和樹、郡山 春人、小林 康之、遠田 義晴、鈴木 裕史、末光 眞希、中澤 日出樹
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 窒素を添加したDLC膜特性へのアニール効果2019

    • 著者名/発表者名
      長内公哉、中村和樹、郡山春人、小林康之、遠田義晴、鈴木裕史、末光眞希、中澤日出樹
    • 学会等名
      電子情報通信学会電子部品・材料研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 炭素系薄膜の作製と評価2019

    • 著者名/発表者名
      中澤日出樹
    • 学会等名
      電子情報通信学会電子部品・材料研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Si添加DLC薄膜への窒素添加の効果2018

    • 著者名/発表者名
      中村和樹、大橋遼、横山大、田島圭一郎、遠藤則史、末光眞希、遠田義晴、小林康之、鈴木裕史、中澤日出樹
    • 学会等名
      電子情報通信学会電子部品・材料研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ケイ素及び窒素を添加したDLC薄膜の熱的安定性2018

    • 著者名/発表者名
      中澤日出樹、中村和樹、長内公哉、郡山春人、小林康之、遠田義晴、鈴木裕史、末光眞希
    • 学会等名
      電子情報通信学会電子部品・材料研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ケイ素及び窒素を添加したDLC膜特性へのアニール効果2018

    • 著者名/発表者名
      中澤日出樹、中村 和樹、長内公哉、小林康之、遠田義晴、鈴木裕史、末光 眞希
    • 学会等名
      第32回ダイヤモンドシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 弘前大学 研究者総覧

    • URL

      http://hue2.jm.hirosaki-u.ac.jp/html/596_ja.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
  • [備考] 弘前大学 研究者総覧

    • URL

      http://hue2.jm.hirosaki-u.ac.jp/html/596_ja.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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