| 研究課題/領域番号 |
16K14433
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
吉川 昇 東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (70166924)
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| 研究分担者 |
Komarov Sergey 東北大学, 環境科学研究科, 教授 (20252257)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | マイクロ波 / 金属薄膜 / ラピッドアニール / 平坦性 / 結晶粒成長 / 表面拡散 |
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| 研究実績の概要 |
本年度は主に、数10～数100ナノメータ厚さを有するAu薄膜を、マイクロ波吸収が無視できる石英(SiO2)基板に室温でイオンスパッタ蒸着(現有装置を用いる)させ試料とした。マイクロ波加熱装置としては、5.8GHzシングルモードアプリケータ、現存装置)を使用した。。現存の電磁石の磁極間距離の制約から波長により決定されるキャビティ－寸法(60x20x90mm)における、キャビティー内の磁場分布を利用した。１cm x１cm程度の基板を磁場最大位置に設置し、実験を行なった。AFM(原子力間顕微鏡)により得られた薄膜の組織観察や、膜表面の平坦性についてデジタルデータを得て、これをフーリエ解析し、凹凸の周期(波数)の変化について解析を行なった。この結果、マイクロ波加熱と電気炉加熱を比較した場合、前者の方が高波数域での平坦化が促進していると共に、低波数域では，結晶粒成長が促進するため、ミクロンスケールの凹凸が形成され易くなる事が分かった。これは、見かけ上表面拡散係数が増加した事に相当するが、これに関するMullins-Herringモデルに依る表面形状シミュレーションの結果、表面拡散係数との関係を調べ、得られた実験結果を説明する事ができる事が判明した。また外部から静磁場を印加し、マイクロ波加熱処理を行なうことにより、結晶粒成長を抑制する事ができ、平坦性が向上する傾向がある事が分かった。外部磁場印加とマイクロ波加熱条件に関しては、大略の条件設定をする事ができたと考えられる。このため，来年度からの研究遂行に対して展望が開けたと言える。
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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
本研究では、現有装置の使用と共に、必要消耗品等を助成金により購入する事ができ、良好に遂行する事ができている。更に学生の意欲的な実験遂行により、順調な進展が得られている。
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| 今後の研究の推進方策 |
磁場印加条件、その他マイクロ波加熱プロセスパラメータを、広範囲で振って実験を行なう事により、精度高い実験結果をまとめると共に、シミュレーションによる考察を更に加える予定である．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究に使用する消耗品のうちで，共通性の高いものに関しては、他の資金を利用する事ができたため。物品費の使用を少なくする事ができた．H30年度においては、これまでに確立した実験手法を応用して、残額を含めた研究費を有効に使用し、研究を進めまとめ上げたいと考えている．
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