レーザー反応場における高速化学気相析出のダイナミクスを利用した完全配向成長の実現

• 研究課題/領域番号: 25709069
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 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: 伊藤 暁彦 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (20451635)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円); 2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2013年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
• キーワード: 化学気相析出 / レーザー工学 / セラミックス / コーティング / 配向制御

研究成果の概要

高強度の連続発振レーザー光をレンズで拡げて用いることで、大きな領域に活性な反応場を創り出すことができる。化学気相析出法は、気相からの析出反応により基材をコーティングする手法であり、合成温度や炉内圧力を変化させることで、多彩な構造制御が可能である。被覆性が高いことから、実用コーティング法として幅広く使用される。本研究課題では、レーザー照射により活性化させた反応場での化学気相析出プロセスにおいて、高過飽和度原料雰囲気下における高速化学気相析出のダイナミクスを利用することで、α-Al2O3をはじめとして、機能性および構造セラミックス材料の配向成長を実現する。

研究成果

• [国際共同研究] Autonomous University of Nuevo Leon(Mexico)
• [雑誌論文] High-speed epitaxial growth of SrTiO3 films on MgO substrates by laser chemical vapor deposition (2016)
  • 著者名/発表者名: J. Chen, A. Ito, T. Goto
  • 雑誌名: Ceramics International 巻: 42(8) 号: 8 ページ: 9981-9987
  • DOI: 10.1016/j.ceramint.2016.03.100
  • 査読あり
• [雑誌論文] レーザー光を利用した気相からの高速結晶成長 (2016)
  • 著者名/発表者名: 伊藤暁彦
  • 雑誌名: 応用物理 巻: 85(7)
  • NAID: 130007715392
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Preparation of γ-Al2O3 films by laser chemical vapor deposition (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Gao, A. Ito, T. Goto
  • 雑誌名: Applied Surface Science 巻: 340 ページ: 160-165
  • DOI: 10.1016/j.apsusc.2015.02.196
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of deposition atmosphere on the phase composition and microstructure of silicon carbide films prepared by laser chemical vapour deposition (2015)
  • 著者名/発表者名: R. Hashimoto, A. Ito, T. Goto
  • 雑誌名: Ceramics International 巻: 41 号: 5 ページ: 6898-6904
  • DOI: 10.1016/j.ceramint.2015.01.142
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis of pseudobrookite titanium oxynitride Ti3-δO4N films by laser chemical vapor deposition (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Ito, H.-S. Joo, T.-S. Kim, T. Goto
  • 雑誌名: Vacuum 巻: 116 ページ: 121-123
  • DOI: 10.1016/j.vacuum.2015.03.015
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A feather-like structure of β-Al2TiO5 film prepared by laser chemical vapor deposition. (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Ito, S. Nishigaki, T. Goto
  • 雑誌名: Journal of the European Ceramic Society 巻: 35 号: 7 ページ: 2195-2199
  • DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2015.01.027
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of film thickness on the electrical properties of YBa2Cu3O7-δ films grown on a multilayer-coated Hastelloy C276 tape by laser CVD (2015)
  • 著者名/発表者名: P. Zhao, A. Ito, T. Goto
  • 雑誌名: Journal of Electroceramics 巻: 34(2-3) 号: 2-3 ページ: 137-141
  • DOI: 10.1007/s10832-014-9962-9
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] High-speed Deposition of Tetragonal-ZrO2-dispersed SiO2 Nanocomposite Films by Laser Chemical Vapor Deposition (2015)
  • 著者名/発表者名: L.F. Xu, A. Ito, T. Goto
  • 雑誌名: Materials Letters 巻: 154 ページ: 85-89
  • DOI: 10.1016/j.matlet.2015.04.065
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] High-speed deposition of highly (001)-oriented SrCO3 films prepared using laser chemical vapor deposition (2015)
  • 著者名/発表者名: J. Chen, A. Ito, T. Goto
  • 雑誌名: Ceramics International 巻: 41(9) 号: 9 ページ: 11810-11814
  • DOI: 10.1016/j.ceramint.2015.05.149
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 2H-SiC films grown by laser chemical vapor deposition (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Ito, H. Kanno, T. Goto
  • 雑誌名: Journal of the European Ceramic Society 巻: 35(16) 号: 16 ページ: 4611-4615
  • DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2015.08.028
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Preparation of Al2O3-ZrO2 nanocomposite films by laser chemical vapor deposition (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Ito, Y. You, T. Ichikawa, K. Tsuda, T. Goto
  • 雑誌名: Journal of the European Ceramic Society 巻: 34(1) 号: 1 ページ: 155-159
  • DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2013.07.025
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Transparent anatase and rutile TiO2 films grown by laser chemical vapor deposition (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Ito, T. Sato, T. Goto
  • 雑誌名: Thin Solid Films 巻: 551(31) ページ: 37-41
  • DOI: 10.1016/j.tsf.2013.11.089
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effect of laser wavelength on phase and microstructure of TiO2 films prepared by laser chemical vapor deposition (2014)
  • 著者名/発表者名: Ming Gao, Akihiko Ito, Takashi Goto
  • 雑誌名: Surface and Coatings Technology 巻: 244 ページ: 166-172
  • DOI: 10.1016/j.surfcoat.2014.02.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of deposition temperature on the orientation and electrical properties of Y Ba_2Cu_3O_<7-δ> films prepared by laser CVD using liquid-source evaporation (2014)
  • 著者名/発表者名: P. Zhao, A. Ito, T. Goto
  • 雑誌名: Ceramics International 巻: 40 号: 1 ページ: 2057-2061
  • DOI: 10.1016/j.ceramint.2013.07.118
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of (100) CeO2 and (110) YBa2Cu3O7-δ films by laser chemical vapor deposition (2014)
  • 著者名/発表者名: P. Zhao, A. Ito, T. Goto
  • 雑誌名: Ceramics International 巻: 40(1) 号: 1 ページ: 605-609
  • DOI: 10.1016/j.ceramint.2013.06.041
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Orientation control and electrical properties of YBa_2Cu_3O_<7-δ> deposited onto CeO_2 buffer films by laser chemical vapor deposition using liquid source precursors (2014)
  • 著者名/発表者名: P. Zhao, A. Ito, T. Goto
  • 雑誌名: Thin Solid Films 巻: (掲載決定) ページ: 92-96
  • DOI: 10.1016/j.tsf.2014.05.040
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly (001)-oriented α-Al_2O_3 filmsprepared by laser chemical vapor deposition (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. You, A. Ito, T. Goto
  • 雑誌名: Materials Letters 巻: 106 ページ: 11-13
  • DOI: 10.1016/j.matlet.2013.04.113
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高強度レーザー場での高速化学気相析出を利用した高配向結晶成長 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊藤暁彦
  • 雑誌名: まてりあ 巻: 52 ページ: 525-529
  • NAID: 130003388685
  • 査読あり
• [雑誌論文] レーザーCVDによる超硬コーティングの配向制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊藤暁彦, 後藤 孝
  • 雑誌名: 金属 巻: 83 ページ: 596-602
• [雑誌論文] レーザーCVDによる超電導線材の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊藤暁彦, 後藤 孝
  • 雑誌名: 金属 巻: 83 ページ: 608-615
• [雑誌論文] レーザーCVDによるチタン酸バリウム系強誘電体の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊藤暁彦, 後藤 孝
  • 雑誌名: 金属 巻: 83 ページ: 622-629
• [雑誌論文] レーザーを用いた超電導テープの高速合成と再生可能エネルギー設備への可能性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊藤暁彦, 後藤 孝
  • 雑誌名: MATERIAL STAGE 巻: 13 ページ: 58-61
  • NAID: 40019742921
• [雑誌論文] Growth and microstructure of Ba β-alumina films by laser chemical vapor deposition (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Ito, Y. You, H. Katsui, T. Goto
  • 雑誌名: Journal of the European Ceramic Society 巻: 掲載決定 号: 13-14 ページ: 2566-2661
  • DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2013.04.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-speed growth of YBa2Cu3O7-δ superconducting films on multilayer-coated Hastelloy C276 tape by laser-assisted MOCVD (2013)
  • 著者名/発表者名: P. Zhao, A. Ito, T. Kato, D. Yokoe, T. Hirayama, T. Goto
  • 雑誌名: Superconductor Science and Technology 巻: 26 号: 5 ページ: 55020-55020
  • DOI: 10.1088/0953-2048/26/5/055020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microstructure and dielectric response of (111)-oriented tetragonal BaTiO3 thick films prepared by laser chemical vapor deposition (2013)
  • 著者名/発表者名: D.Y. Guo, A. Ito, R. Tu, T. Goto
  • 雑誌名: Journal of Asian Ceramic Societies 巻: 1 号: 2 ページ: 197-201
  • DOI: 10.1016/j.jascer.2013.05.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-J_c YBa_2Cu_3O_<7-δ> superconducting film grown by laser-assisted chemical vapor deposition using a single liquid source and its microstructure (2013)
  • 著者名/発表者名: P. Zhao, A. Ito, T. Kato, D. Yokoe, T. Hirayama, T. Goto
  • 雑誌名: Superconductor Science and Technology 巻: 26 号: 9 ページ: 95016-95016
  • DOI: 10.1088/0953-2048/26/9/095016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rapid deposition of YBCO films by laser CVD and effect of lattice mismatch on their epitaxial growth and critical temperature (2013)
  • 著者名/発表者名: P. Zhao, A. Ito, T. Goto
  • 雑誌名: Ceramics International 巻: Volume39(Issue7, September 2013) 号: 7 ページ: 7491-7497
  • DOI: 10.1016/j.ceramint.2013.02.098
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of the c-axis oriented AlN film by laser chemical vapor deposition using a newly proposed Al(acac)_3 precursor (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. You, A. Ito, R. Tu, T. Goto
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 巻: 365 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2012.12.034
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of laser power on the growth of polycrystalline AlN films by laser chemical vapor deposition method (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. You, A. Ito, R. Tu, T. Goto
  • 雑誌名: Surface Coatings and Technology 巻: 232 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1016/j.surfcoat.2013.04.043
  • 査読あり
• [学会発表] High-speed preparation of Yb-Si-O films using laser chemical vapor deposition (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Ito, M. Sekiyama, T. Goto
  • 学会等名: PRICM9
  • 発表場所: 国立京都国際会館 (京都府京都市)
  • 年月日: 2016-08-01
  • 国際学会
• [学会発表] Preparation of Al2O3-ZrO2 nanocomposite films using laser CVD and their nanostructures (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Ito, F. Kobayashi, M. Kaneta, T. Goto
  • 学会等名: PRICM9
  • 発表場所: 国立京都国際会館 (京都府京都市)
  • 年月日: 2016-08-01
  • 国際学会
• [学会発表] Ytterbium silicate environmental barrier coatings by laser chemical vapor deposition (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Ito, M. Sekiyama, T. Goto
  • 学会等名: HTCMC-9
  • 発表場所: Toronto Marriott Downtown Eaton Centre Hotel (Toronto, カナダ)
  • 年月日: 2016-06-26
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ハイブリッドレーザーCVD法によるSiC膜の高速合成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松村太翔, 伊藤暁彦, 後藤孝
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 第35回東北北海道支部研究発表会
  • 発表場所: 東京第一ホテル米沢 (山形県米沢市)
  • 年月日: 2015-10-16
• [学会発表] Preparation of Ytterbium Silicate Coatings by Laser Chemical Vapor Deposition (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Ito, T. Goto
  • 学会等名: MS&T15
  • 発表場所: Greater Columbus Convention Center (Ohio, 米国)
  • 年月日: 2015-10-04
  • 国際学会
• [学会発表] レーザーCVD法により合成したYb-Si-O膜の結晶相と微細組織 (2015)
  • 著者名/発表者名: 伊藤暁彦, 関山雅人, 後藤 孝
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 第28回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 富山大学 (富山県富山市)
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] High-speed deposition of Yb-Si-O films using laser chemical vapor deposition (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Ito, T. Goto
  • 学会等名: PacRIM11
  • 発表場所: ICC Jeju (韓国済州島)
  • 年月日: 2015-08-30
  • 国際学会
• [学会発表] レーザー CVD 法による Yb-Si-O 膜の合成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 伊藤暁彦, 後藤孝
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 2015年年会
  • 発表場所: 岡山市 (岡山大学)
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-20
• [学会発表] レーザー CVD 法による SiC-Ti（C,N）系膜の合成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 菅野均, 伊藤暁彦, 後藤孝
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 2015年年会
  • 発表場所: 岡山市 (岡山大学)
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-20
• [学会発表] Epitaxial growth of SrTiO3 film on MgO single crystal substrate (2015)
  • 著者名/発表者名: Jianchao Chen, Akihiko Ito, Takashi Goto
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 2015年年会
  • 発表場所: 岡山市 (岡山大学)
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-20
• [学会発表] レーザーCVD 法により合成したTi-Si-C-N複合膜の微細構造 (2015)
  • 著者名/発表者名: 菅野均, 伊藤暁彦, 後藤孝
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 第53回セラミックス基礎科学討論会
  • 発表場所: 京都市 (京都テルサ)
  • 年月日: 2015-01-08 – 2015-01-09
• [学会発表] レーザーCVD 法により合成したZrO2-SiO2ナノコンポジット膜の合成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 徐玲芳, 伊藤暁彦, 後藤孝
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 第53回セラミックス基礎科学討論会
  • 発表場所: 京都市 (京都テルサ)
  • 年月日: 2015-01-08 – 2015-01-09
• [学会発表] レーザーCVD 法による Ti-Si-C-N コンポジット膜の合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 菅野均, 伊藤暁彦, 後藤孝
  • 学会等名: 平成 26 年度 日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会
  • 発表場所: 秋田市 (秋田市にぎわい交流館AU)
  • 年月日: 2014-11-06 – 2014-11-07
• [学会発表] レーザーCVDによる配向性γ-Al2O3膜の合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 伊藤暁彦, 高明, 後藤孝
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 第27回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 鹿児島市 (鹿児島大学)
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [学会発表] レーザーCVD法により合成したTi-Si-N複合膜の微細構造 (2014)
  • 著者名/発表者名: 菅野均, 伊藤暁彦, 後藤孝
  • 学会等名: 第25回新構造・機能制御と傾斜機能材料シンポジウム (FGMs-2014)
  • 発表場所: 郡山市 (郡山ユラックス熱海)
  • 年月日: 2014-07-10 – 2014-07-11
• [学会発表] Laser Chemical Vapor Deposition for High-Jc YBa2Cu3O7-δ films (2014)
  • 著者名/発表者名: Akihiko Ito, Pei Zhao, Takashi Goto
  • 学会等名: Electronic Materials and Applications 2014 (EMA2014)
  • 発表場所: Orlando, FL, US
  • 招待講演
• [学会発表] レーザーCVD による Al2O3および TiO2膜の作製とレーザー種が生成相と微細構造に与える影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高明, 伊藤暁彦, 後藤孝
  • 学会等名: 第52回セラミックス基礎科学討論会
  • 発表場所: 名古屋市 (ウインクあいち)
• [学会発表] レーザーCVDによる SiCの高速成膜と微細組織について (2014)
  • 著者名/発表者名: 橋本龍真, 伊藤暁彦, 後藤孝
  • 学会等名: 第52回セラミックス基礎科学討論会
  • 発表場所: 名古屋市 (ウインクあいち)
• [学会発表] レーザーCVDにより合成した Al2O3-ZrO2系酸化物膜の微細構造 (2014)
  • 著者名/発表者名: 金田優, 伊藤暁彦, 後藤孝
  • 学会等名: 第52回セラミックス基礎科学討論会
  • 発表場所: 名古屋市 (ウインクあいち)
• [学会発表] レーザー CVD による β-SiC 膜の高速合成と成膜雰囲気の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 橋本龍真, 伊藤暁彦, 後藤孝
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 2014年年会
  • 発表場所: 東京 (慶應義塾大学)
• [学会発表] レーザー CVD による Al2O2-ZrO2系ナノコンポジット膜の合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 金田優, 伊藤暁彦, 後藤孝
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 2014年年会
  • 発表場所: 東京 (慶應義塾大学)
• [学会発表] High-speed Deposition of Superconductor Film on a Metal Tape by Laser Chemical Vapor Deposition (2013)
  • 著者名/発表者名: Takashi Goto, Pei Zhao, Akihiko Ito
  • 学会等名: Materials Science & Technology 2013 (MS&T'13)
  • 発表場所: Quebec, Canada
  • 招待講演
• [学会発表] レーザーCVDによるSiCの高速成膜と成膜温度が微細組織に与える影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 橋本龍真, 伊藤暁彦, 後藤孝
  • 学会等名: 平成25年度日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会
  • 発表場所: 長岡市 (長岡グランドホテル)
• [学会発表] レーザーCVDによるAl2O3-ZrO2系酸化物膜の合成と微細構造 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金田優, 伊藤暁彦, 後藤孝
  • 学会等名: 平成25年度日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会
  • 発表場所: 長岡市 (長岡グランドホテル)
• [図書] 図解 傾斜機能材料の基礎と応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 後藤孝, 伊藤暁彦
  • 総ページ数: 304
  • 出版者: コロナ社
• [備考] itonium.net
  • URL: http://itonium.net/