ナノケージ材料からの気相O^-イオンの生成と応用

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15106012
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 定方 正毅 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30011175)
• 研究分担者: 山本 光夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (30361512) ; 西岡 将輝 産業技術総合研究所, 東北センター, 研究員 (00282575)
• キーワード: 酸素負イオン / O^- / 12CaO・7Al_2O_3 / アルミナセメント / C12A7 / シリコン酸化 / フロンガス分解 / 四重極質量分析計

研究概要

本研究では、アルミナセメント12CaO・7Al_2O_3(C12A7)をO^-生成源とし、C12A7の半導体プロセスへと環境技術への応用を検討することを目的とする。
本年度は、O^-を利用したプロセスを環境技術へ応用する際に問題となる大気圧下でのC12A7からのO^-生成確認と、シリコン酸化への応用、フロンガスの一種であるPFCs分解への応用に関して研究を行い、以下の知見を得ることができた。
(1)これまではC12A7からのO^-生成は、10^<-5>Torr以下の真空下でしか確認されていなかったため、四重極質量分析計を用いた実験により、生成場の圧力を上昇させてO^<->生成を確認した。その結果、0.1Torrの圧力下でもO^-生成を確認できた。このことから、測定装置の改良により大気圧下でもO^-生成を確認できる可能性が示唆された。
2)実際のシリコン酸化プロセスへ応用するために、C12A7のタンマン管の改良を行い、10^<-5>Torr以下の真空下でのO^-の生成特性(生成量、経時変化)を飛行時間差型質量分析計にて行った。
3)環境技術への応用として、PFCs分解実験を行った。PFCs分解実験用の反応器を設計・作製し、CHF_3とCF_4について検討を行った。CHF_3は充填層型の反応器でも600℃で80%,800℃で100%の分解率が達成された。CF_4については、充填層型反応器では分解は見られなかったが、管型反応器を用いることにより、分解率は低いものの800℃において分解を確認することができた。

研究成果

• [文献書誌] M.Yamamoto, K.Yamashita, M.Sadakata: "A DFT Study on the reaction of O^- with CH_3F"Journal of Molecular Structure : THEOCHEM. 634. 31-39 (2003)
• [文献書誌] 山本光夫, 志摩顕生, 定方正毅: "環境技術への応用に向けた12CaO・7Al_2O_3からの酸素負イオン生成特性評価"化学工学会第36回秋季大会講演要旨集. U2P06 (2003)
• [文献書誌] 謝 文權, 鳥本 善章, 定方正毅: "C12A7からのO^-酸素負イオンによるグラファイトの酸化"化学工学会第69年会. M313 (2004)
• [文献書誌] M.Yamamoto, M.Iizuka, M.Sadakata: "Decomposition of CF_4 by Oxygen Anion Emitted from 12CaO・7Al_2O_3"The Proceeding of APPCHE 2004. (2004)
• [文献書誌] 西岡将輝: "含活性酸素セラミック(12CaO・7Al2O3)を用いた酸化反応制御"産総研GSC成果発表会. 71-72 (2003)
• [文献書誌] 西岡将輝: "含活性酸素セラミック(12CaO・7Al2O3)を用いた酸化反応制御"平成15年度研究講演会・無機膜を利用したグリーンプロセスの開発. (2004)