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ア-ク及びア-ク・グロ-移行領域の放電を用いた粒状・膜状ダイヤモンドの高速合成

研究課題

研究課題/領域番号 62550016
研究種目

一般研究(C)

配分区分補助金
研究分野 応用物性
研究機関青山学院大学

研究代表者

犬塚 直夫  青山学院大学, 理工学部, 教授 (30082788)

研究分担者 澤邊 厚仁  (株)東芝, 総合研究所・金属セラミック研究所 (70187300)
研究期間 (年度) 1987 – 1989
研究課題ステータス 完了 (1989年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
1989年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
1988年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1987年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワードダイヤモンド / 薄膜 / エピタキシャル成長 / 化学蒸着 / プラズマ / 高速合成 / CVD法 / 放電 / 気相成長 / 粒子
研究概要

この研究の主な目的は良質なダイヤモンド薄膜および粒子の成長、ダイヤモンド成長時の活性種の解析及び異種下地表面におけるエピタキシアル成長を試みることであった。
直流放電およびマイクロ波放電を利用してダイヤモンドの成長を行なったが、成長速度の面においては、前者をもちいた場合、10〜20μm/hの範囲でかなり高品質の薄膜がえられた。小量の無定形炭素の混入を無視すれば100μm/h以上の成長速度が得られている。不純物の混入の点において後者は無電極放電であるので有利と考えられるが、ここで用いている直流放電がかなり高い気体圧力下(200Torr)で行なわれているためSIMSの測定においても電極材料などの不純物は検出されなかった。
直流放電CVD法において、プラズマの評価を行なった。ダイヤモンドが成長している状態のプラズマの気体温度は約5000K、電子温度は約100000Kであることがあきらかになった。また熱平衡定の計算よりプラズマ中には中性の炭素原子と水素原子が99%以上存在することも見出された。これら活性種が下地表面でどのような反応をしているのか現在のところ明かでないが、原子状の炭素と水素を準備することが重要であろう。
以上の実験において、いくつかの下地を用いて薄膜成長を試みたが、それぞれの場合において多結晶状の成長しか見られなかった。そして薄膜の表面には白形が現われ、平坦な表面をもつ薄膜は得られなかった。
そこで水素放電中でも表面状態が安定と考えられる立方晶窒化ほう素(cーBN)を下地としてもちい、その表面での成長を試みた。その結果、cーBNの(111)および(100)においてダイヤモンド薄膜のエピタキシアル成長が観察された。下地温度、活性種の過飽和度などの制御にいくつかの問題は残されているが、原理的にはダイヤモンドの単結晶薄膜の成長が可能であることが明らかになった。
粒子状のダイヤモンドの成長は可能であるが、良質の単結晶粒子を得ること、さらにはこれら粒子を多量に成長させることが今後の問題として残されている。

報告書

(4件)
  • 1989 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1988 実績報告書
  • 1987 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (33件)

  • [文献書誌] K.Suzuki,A.Sawabe,H.Yasuda & T.Inuzuka: "Growth of Diamond thin Films by DC Plasma Chemical Vapor Deposition" Appl.Phys.Lett.50. 728-729 (1987)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Suzuki,A.Sawabe & T.Inuzuka: "Charactevization of the DC Discharge Plasma during Chemical Vapor Deposition for Diamond Growth" Appl.Phys.Lett.53. 1818-1819 (1988)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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  • [文献書誌] A.Sawabe,H.Yasuda,T.Inuzuka & K.Suzuki: "Growth of Diamond thin Films in a dc Discharge Plasma" Appl.Surface Sciences. 33/34. 539-545 (1988)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kaneko,M.Kamada,A.Sawabe & T.Inuzuka: "Influence of Substrate and Atomospheric-temperature on Diamond Deposition" Appl.Surface Sciences. 33/34. 546-552 (1988)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Suzuki,A.Sawabe & T.Inuzuka: "Growth of Diamond Thin Films by dc Plasma Chemical Vapor Deposition and Characterization of the Plasma" Jpn.J.Appl.Phys.29. 153-157 (1990)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Koizumi,A.Sawabe,T.Inuzuka & K.Suzuki: "Growth of Diamond by Atomic Vapor Deposition" J.Cryst.Growth.

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 犬塚直夫,澤邊厚仁: "ダイヤモンド薄膜" 産業図書(森田勝久), 189 (1987)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 犬塚直夫: "表面・薄膜分子設計シリ-ズ(10)ダイヤモンド薄膜ー非平衡状態からの出発ー" 共立出版(南條正男), 126 (1990)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Suzuki, A. Sawabe, H. Yasuda and T. Inuzuka: "Growth of Diamond Thin Films by dc Plasma Chemical Vapor Deposition" Appl. Phys. Lett. 50 (1987) 728.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Suzuki, A. Sawabe and T. Inuzuka: "Characterization of The dc Discharge Plasma During Chemical Vapor Deposition for Diamond Growth" Appl. Phys. Lett. 53 (1988) 1818.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Sawabe, H. Yasuda, T. Inuzuka and K. Suzuki: "Growth of Diamond Thin Films in a dc Discharge Plasma" Appl. Surf. Sci. 33/34 (1988) 539.

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kanemo, M. Kamada, A. Sawabe and T. Inuzuka: "Influence of Substrate and Atmospheric-temperatures on Diamond Deposition" Appl. Surf. Sci. 33/34 (1988) 546.

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Suzuki, A. Sawabe and T. Inuzuka: "Growth of Diamond Thin Films by dc Plasma Chemical Vapor Deposition and Characteristics of The Plasma" Jpn. J. Appl. Phys. 29 (1990) 153.

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Koizumi, A. Sawabe, T. Inuzuka and K. Suzuki: "Growth of Diamond by Atomic Vapor Deposition" J. Cryst. Growth.

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Suzuki,A.Sawabe,H.Yasuda & T.Inuzuka: "Growth of Diamond Thin Films by DC Plasma Chemical Vapcr Deposition" Appl.Phys.Lett.50. 728-729 (1987)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] K.Suzuki,A.Sawabe, & T.Inuzuka: "Characevization of the DC Dischage Plasma during Chemical Vapor Deposition for Diamond Growth" Appl.Phys.Lett.53. 1818-1819 (1988)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] A.Sawabe,H.Yasuda,T.Inuzuka & K.Suzuki: "Growth of Diamond Thin Films in a dc Discharge Plasma" Appl.Surface Sciences. 33/34. 539-545 (1988)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kaneko,M,Kamada,A.Sawabe & T.Inuzuka: "Influence of Substrate and Atowospheric-temperature on Diamond Deposition" Appl.Surface Sciences. 33/34. 546-552 (1988)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] K.Suzuki,A.Sawabe & T.Inuzuka: "Growth of Diamond Thin Films by dc Plasma Chemical Vapor Deposition and Characterization of the Plasma" Jpn.J.Appl.Phys.29. 153-157 (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] S.Koizume,A.Sawabe,T.Inuzuka & K.Suzuki: "Growth of Diamond by Atomic Vaper Deposition" J.Cryst.Growth.

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 犬塚直夫,澤邊厚仁: "ダイヤモンド薄膜" 産業図書(森田勝久), 189 (1987)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 犬塚直夫: "表面・薄膜分子設計シリ-ズ(10)ダイヤモンド薄膜-非平衡状態からの出発-" 共立出版(南條正男), 126 (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] A.Sawabe;H.Yasuda;T.Inuzuka: Applied Sunface Science. 33. 539-545 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] K.Suzuki;A.Sawabe;T.Inuzuka: Appl.Phys.Letter. 53. 1818-1819 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] K.Suzuki;A.Sawabe;T.Inuzuka: Jpn.J.appl.Phys.

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 安田浩明,澤邊厚仁,犬塚直夫,鈴木一博: 真空. 31. 638-643 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 若槻権男,犬塚直夫: 圧力技術CJHPI. 26. 226-240 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 村上智子,犬塚直夫: 日本結晶学会誌. 30. 286-291 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 犬塚直夫, 澤邊厚仁: 精密工学会誌. 10. 1516 (1987)

    • 関連する報告書
      1987 実績報告書
  • [文献書誌] A. Sawabe;H. Yasuda;T. Inuzuka;K. Suzuki: Proceeding of Int. Conf. Srface & Srface Film.

    • 関連する報告書
      1987 実績報告書
  • [文献書誌] 安田浩明, 澤邊厚仁, 犬塚直夫, 鈴木一博: 真空.

    • 関連する報告書
      1987 実績報告書
  • [文献書誌] K. Suzuki;A. Sawabe;T. Inuzuka: Applied Physics Letters.

    • 関連する報告書
      1987 実績報告書
  • [文献書誌] 犬塚直夫, 澤邊厚仁: "ダイヤモンド薄膜" 産業図書, 196 (1987)

    • 関連する報告書
      1987 実績報告書

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公開日: 1987-04-01   更新日: 2016-04-21  

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