| 研究課題/領域番号 |
15K06015
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
龍頭 啓充 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (20392178)
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| 研究分担者 |
竹内 光明 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10552656)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | イオンビーム / クラスター / スピントロニクス |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、エレクトロニクス分野において半導体材料等に対して高い加工能力、酸化膜形成能力、表面平坦化能力を示す液体クラスターイオンビームを、より高度な微細加工能力が要求されるスピントロにクス分野に応用することを目指している。そこで、平成27年度には、これまで液体クラスターイオンビームの半導体材料等に対する照射効果の研究に用いていた既存の液体クラスターイオンビーム照射装置に、スピントロニクス分野で用いられる材料の薄膜を作製する部分を追加し、作製した膜を大気中に取り出すことなしに、液体クラスターイオンビーム照射を行うことができる装置を作ることを目標として研究を行った。
新しく薄膜を作成する部分を付加するために、成膜用真空槽の選定を行いこれに設置可能なスパッタ源を選定し購入した。この際、多層膜の作製が可能であるように一つの真空フランジに2本のスパッタガンが収められ、スパッタされた原子が供給される軸を調整可能なものを選定した。さらに、磁性材料の成膜が可能であるように十分な強度を持つ磁石を備えたスパッタガンを選定した。
スパッタ源用の電源としては高周波電源を選定した。本研究では水クラスターイオンビーム等の照射により薄膜の酸化について研究する予定であるが、高周波電源を用いることにより絶縁材料を薄膜材料とした成膜も可能になると考えられる。また、成膜時のガス供給用のマスフローコントローラー及び成膜時の全真空領域で使用可能な真空計を購入し、成膜に向けての準備を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
外国為替相場において円安になったことと、研究経費が減額されたことにより、当初計画していたスパッタ源、スパッタ用電源、マスフローコントローラー、膜厚計等の購入が難しくなった。一方、研究目的を達成するためには磁性材料の成膜、多層膜の成膜が可能なスパッタ源は不可欠であったので、再選定を行った。
スパッタ源を選定しなおした結果、当初の計画よりも小型で、2本のスパッタガンから多層膜の成膜が可能なスパッタ源を、ほぼ当初予定していた金額で購入することができた。一方スパッタ用の電源として当初は豊富な実績のあるDC電源を購入する計画であったが、高価であることと、研究計画上、薄膜材料として絶縁材料を用いることが可能な方が柔軟性のある研究を行うことができると考え、低コストの国産高周波電源を選定した。
膜厚計を購入する計画であったが、予算上困難であったため、既存の装置で使用中の膜厚計を流用することにした。また、マスフローコントローラーも低コストのものに変更した。
これらの選定に当初の予定よりも時間を要したが、平成27年度中に一通り準備をすることができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成27年度に選定、購入したスパッタ源、高周波電源その他を用いてスピントロニクス分野で用いる材料の薄膜を作製し、液体クラスターイオンビーム照射が及ぼす効果について評価する。
はじめに磁性体膜を作製し、基本的な量である液体クラスターイオンビームによるスパッタ率を測定したい。クラスターイオンビームとしてはエタノールクラスターイオンビームおよびアセトンクラスターイオンビームを用いる予定である。これをふまえて、表面平坦化処理の条件を検討し、表面平坦化効果の評価を行いたい。
さらに、水クラスターイオンビームを照射した際の絶縁膜作製能力について評価したい。スパッタ用電源として高周波電源を導入したので、絶縁材料を用いた成膜も可能になった。水クラスターイオンビーム照射による絶縁膜作製の補助手段として用いたい。
これら液体クラスターイオンビーム照射による様々な照射効果を組み合わせて、多層膜作製につなげたい。
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