研究課題
真空中のアーク放電プラズマを用いた薄膜蒸着装置に関し，従来の研究成果をさらに進展させ，異種元素を混合（ドープ）するための蒸発源を融合的に具備しつつ，高品質（超平坦，均質，異物フリー）な薄膜を形成可能な新規のフィルタードアーク蒸着システムを新たに設計・開発し，装置機能の評価を行う。同装置を用い，環境負荷の低減や高付加価値ものづくりを支えることができる機能性高密度アモルファス炭素膜（ダイヤモンドライクカーボン：DLC）の創製を行う。研究期間内では，主に，高温耐久性結合（シリコンカーバイド：SiC）の骨格を含むSi含有DLC膜の開発に重点をおき，現状の600℃から750℃への高温耐久性向上を目指す。本年度は，従来のフィルタードアーク蒸着装置をベースとし，EB蒸着源を取り付けた新型フィルタードアーク蒸着装置を試作するための装置設計を行った。具体的には，EB蒸着源の選定と蒸着源シャッターの設計を行った。また，固体蒸発源を利用した異種元素混合DLC膜の創製試験として，パルスアーク蒸発源を有するフィルタードパルスアーク蒸着装置を用い，ボロン（B）含有DLC膜の作製を試みた。同B含有DLC膜の作製においては，B含有黒鉛を陰極として用いた。B含有DLC膜は，40 GPa以上の硬さを有し，ノンドープDLC膜に比べ4桁以上低い電気抵抗率を示した。B含有DLC膜は低抵抗な硬質膜として，各種保護膜等への応用が期待できる機能性薄膜である。さらに，B以外を含有した他元素含有黒鉛を準備しており，引き続き異種元素含有DLCの創製を進める。
2: おおむね順調に進展している
新型フィルタードアーク蒸着装置の設計が完了し，試作段階へと移行した。また，EB蒸着法以外の固体蒸発源を用いた異種元素含有DLC膜の作製を行い，各種手法の有用性ならびに異種元素含有DLC膜の高い機能性を明らかにした。
新型フィルタードアーク蒸着装置を試作し，動作試験を行う。動作試験においては，従来のアーク蒸着装置と同様に，プラズマビームの輸送効率・ドロップレット付着率等を評価するとともに，EB蒸着源の蒸発量制御性を重要な評価項目とする。動作試験後，膜形成のプロセスパラメータを明らかにし，膜形成レシピを確立する。Si含有DLC膜の耐熱性評価では，自作の昇温脱離ガス分析装置を立ち上げ，ラマン分光分析法等と組み合わせることで，膜構造変化の有無を評価する。
すべて 2018 2017
すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 10件、 招待講演 6件)
AIP Conference Proceedings
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