| 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, 工学研究科, 講師 (20392178)
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| 研究分担者 |
竹内 光明 京都大学, 工学研究科, 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 | クラスター / イオンビーム / スピントロニクス / ビーム応用 / スパッタリング / 表面加工 / 遷移金属 / 薄膜 |
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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シリコン等半導体材料に対して高い加工能力を示す液体クラスターイオンビームを、スピントロニクス分野で用いられる材料加工に応用することを目的とする。クラスターイオンビームを固体表面に照射すると、クラスターが固体表面に衝突した領域に高温・高圧の反応場が形成されることが報告されている。このためエタノールやアセトン等、多原子分子の液体をクラスター材料として用いた液体クラスターイオンビームを固体表面に照射すると、衝突時に形成される高温・高圧の反応場中でクラスターを構成する分子と固体表面原子との間で化学反応が生じ、高効率な表面加工が実現できることが期待される。そこで金属薄膜を作製し、これに液体クラスターイオンビームを照射することにより、金属薄膜に対する液体クラスターイオンビームの照射効果について調べた。
この際、成膜直後の清浄で活性な表面が大気中の酸素分子や水蒸気に触れると、薄膜表面に酸化層等スパッタ率が小さな層が形成され加工能力に影響を及ぼす可能性がある。そこで液体クラスターイオンビーム照射装置にマグネトロンスパッタ蒸着装置を増設し、真空を保ったままで成膜と加工を行うことが出来る装置を開発した。マグネトロンスパッタ蒸着装置には2本のスパッタカソードを設け、製膜と照射を交互に繰り返すことにより液体クラスターイオンビームの照射効果を利用した多層膜の作製を可能にした。
この装置を用いて金属薄膜を作製し、液体クラスターイオンビームの一種であるエタノールクラスターイオンビームを照射し加工能力を調べたところ極めて高いスパッタ率を示し、応用可能性を確認することが出来た。また、多層膜を作製し、本装置を用いて多層膜の作製が可能であることを確認した。
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