研究課題
基盤研究(A)
水分子を解離する機能を有する電極の開発、および官能基修飾微粒子を用いた新しい超純水電解加工法の研究開発を行った結果、以下の成果を得た。(1)多結晶カーボン電極表面をカルボキシル化およびスルホ化することに成功し、これを用いて陽極とした銅の超純水中での電解加工実験を行った結果、約8nm/sの速度で加工を行うことができた。特に、スルホ基修飾電極の場合、100%に近い電流効率において、Ra=4nmの超平滑銅表面の創成に成功した。また、アミノ基で表面修飾した金電極を用いて、陰極としたアルミニウムの加工を行った場合、0.2nm/sの速度で加工を行うことができた。(2)4級アンモニウム基で修飾された平均粒径30nmの超微粒子を超純水に分散させ、さらにこれを透析膜によりろ過することで分散液内の金属不純物レベルをppbオーダにまで低減した加工液を用いて、Siウエハの平滑表面創成実験を行ったところ、(001)表面では市販ウエハと同等のRa=0.1228nmの粗さ、(111)面においては市販ウエハよりもより平滑なRa=0.064nmの粗さの加工面が得られた。以上のことから、本研究で提案した電気化学加工法により従来技術と同等以上の超平滑表面を創成できることを実証した。(3)さらに、官能基修飾微粒子を分散させた超純水を用いる電気化学加工法を、Cu,Al,WなどSi以外の材料に適用し表面創成実験を行った結果、粒子径を大きくすることで対抗電極形状の転写性能が向上することを見出した。この結果により、本加工法が平滑表面だけでなく、3次元構造の創成加工にも適用可能であることがわかった。
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Surface and Interface Analysis (in press.)
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