水素フリーダイヤモンドナノコンポジット膜の種々の特異な物性の起源の解明

• 研究課題/領域番号: 25K01860
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分36010:無機物質および無機材料化学関連
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 吉武 剛 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (40284541)
• 研究分担者: 堺 研一郎 久留米工業高等専門学校, 制御情報工学科, 准教授 (00634495) ; 西山 貴史 福岡大学, 工学部, 助教 (80363381)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2029-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円); 2028年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2027年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2026年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円); 2025年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
• キーワード: ナノダイヤモンド / ダイヤモンド / ナノコンポジット / 物理気相成長 / 物性

研究開始時の研究の概要

粒径10 nm以下のダイヤ微結晶からなるコンポジット膜（UNCD膜）を、同軸型アークプラズマ堆積法により、水素フリーで成長できることを示し、独自に開発した負の疑似直流バイアス印加装置を適用することで、多結晶ダイヤと同等の硬度90 GPaの膜を室温プロセスで成長できることを実証してきた。ダイヤモンドのナノコンポジット構造は、バルクとバルクの明確な粒界のような明確な境界はなく、C原子の配列の変調となっている。この状況下で、電気特性（スピン注入および伝搬を含む）、機械特性、熱伝導特性を評価し、それらの特性のナノコンポジット構造との相関を明らかにする。