| 研究課題/領域番号 |
15K06427
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| 研究機関 | 同志社大学 |
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研究代表者 |
佐藤 祐喜 同志社大学, 理工学部, 准教授 (20512693)
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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 | 正方晶二珪化モリブデン / エアロゾルデポジション / 透明性導電薄膜 |
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| 研究実績の概要 |
[正方晶二珪化モリブデンの３次元選択形成と評価」と題して、二珪化モリブデンやその他の機能性酸化物（半）導体の体積と評価に関する研究を遂行している。
エアロゾルデポジッション方は堆積させたい結晶性微粒子を音速程度の高速に加速し、基板との衝突・粉砕を起こすことでナノメートルオーダーに微粉砕された結晶性微粒子がその結晶構造や物理的特徴を保持した状態で堆積される成膜手法で、一般的に用いられるスパッタリング法などと較べて、低温で結晶構造を保持した膜が形成できるメリットがある。
二珪化モリブデンは常温で高い導電性を有し、融点も約2030度と高く、化学的安定性が高い物質であることが知られている。また、二珪化モリブデンは他の珪化物と同様に、その結晶構造により退散か特性や伝導率が大きく異なり、正方晶が実用的に最も好ましい特性を示す。しかし、スパッタリング法など他の手法で二珪化モリブデンを堆積すると基板温度やプラズマの温度等により結晶構造が六法晶などに変化してしまうことがある。結晶構造を保持したまま意図した場所に意図した形状で二珪化モリブデンを堆積できることはその実用的に大変なアドバンテージを有する。
一方、並行して進めている透明導電性材料の形成は順調に進み、ガラス基板のみならず、PETなどのプラスチック、有機物上にも堆積ができ、十分低い抵抗率、光透過性を示す薄膜を形成することができた。これらの結果は日本セラミックス協会年会、第６回International Congress on Ceramics (Dresden)などで研究成果を報告し、Journal of Ceramics Science & Technology紙などに２編の査読付学術論文を掲載された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
正方晶二珪化モリブデン膜の３次元形成、特に、任意の場所に細線形状や壁状の堆積を目指している。当初、多結晶アルミナ基板上に堆積した際には線幅１マイクロメートル以下で、高さ２、３マイクロメートルの壁状の堆積が多結晶アルミナの流会部分に沿って堆積できたために数十ナノメートルの凹凸に依存していると考えていた。しかし、人工的に加工して作製した凹凸に沿って堆積することはなかった。よって凹凸のみならず他の要因（表面の電位）など他の要因が絡んでいる可能性があり十分な進展が見られていない。
一方、並行して進めている導電性透明薄膜はITOなどの透明導電性微粒子とともにアルミナ微粒子を混合してエアロゾル化して堆積すると低抵抗かつ高堆積レート、高強度の膜を得ることができるなどの工学的に興味深い結果を得ることができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
３次元形成ができる場合とできない場合の要因が現状で理解できていない。当初考えていた基板表面の数十ナノメートルの凹凸のみならず、表面の化学的状態（親水性、疎水性）や電気化学的状態（表面ポテンシャル）などを考慮に入れて、堆積を行い幅1マイクロメートル以下で高さ数マイクロメートルの壁形状や、配線材料として用いられるような細線形状の形成を目指す。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
購入予定であった結晶性原料微粒子を業者からサンプル品として無償で提供いただいたため。また、ドイツでの国際会議参加に費用を計上していたが、同時期に別の案件でドイツを訪問していたために、会議参加費のみ請求し、日本からの渡航費用、滞在費の支出が不要となったため、予算に差異が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
サンプル品で支給いただいた原料の結晶性微粒子の評価が済み次第、サンプル品とサイズの異なる微粒子を複数種類購入し、最適な成膜特性を示す試料を探す。
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