| 研究課題/領域番号 |
21K03523
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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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| 審査区分 |
小区分14030:プラズマ応用科学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
伊庭野 健造 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (80647470)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | プラズマプロセス / 酸化物半導体 / パルスレーザー / 薄膜 / レーザー / プラズマ / 複合プロセス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
先端デバイスに利用される酸化物半導体(OS)薄膜の成膜法として、高速で高密度成膜が可能なパルスレーザー蒸着法（PLD）が注目されている。本研究では、PLDの課題である膜の非均一性を、背景プラズマを用いた複合プロセスで解決する。背景プラズマ導入により、PLD堆積粒子の運動量を制御し、化学的に活性化できる。複合PLDにおける物理過程を解明し、反応性成膜、ナノ構造直接成膜によるOS薄膜の高品質化、多様化に貢献する。複合プロセスの複雑なパラメータは機械学習により探求し、最適条件を解明する。機能性OS薄膜の高性能化を実現し、革新的新材料創製への波及が期待される研究である。
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| 研究成果の概要 |
ECRプラズマを背景とした複合PLDにより、アブレーション中タングステン粒子の輸送及び堆積が確認された。さらに、酸素プラズマの使用で酸化タングステンの薄膜が形成され、化学反応を伴う堆積が可能であることが示された。また、マグネトロンプラズマ源を用いた複合PLD装置も整備され、LiCoO3薄膜の成膜に成功し、酸素プラズマによる酸素欠陥の低減効果についても示された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、PLDプロセスにおいて背景プラズマを用いた場合の影響を明確にし、酸化物薄膜の組成制御が可能であることを実証した。これにより、酸化物半導体など高機能材料の開発に対する新たなアプローチが提供された。特に、高性能リチウムイオン電池の電極材料開発において、本技術は重要な貢献を果たす可能性がある。
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