ラジカル表面励起室温原子層堆積による複合酸化膜超格子作製法の研究

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19H01884
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分14030:プラズマ応用科学関連
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 廣瀬 文彦 山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (50372339)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 原子層堆積法 / 酸化物 / 異種接合 / 結晶化 / 複合酸化膜 / ナノ周期化 / 超格子

研究成果の概要

ラジカル表面励起原子層堆積で複合酸化物堆積技術を開拓した。ナノ周期で異種酸化物を積むことで新機能発現を狙うとともに、結晶化して超格子化する研究を行った。Si材料とAl材料の競合吸着を観察し、Si材料を先にAl材料を後に吸着させる連続吸着法を作り上げ、アルミシリケート膜のAlとSiの濃度比を調整できた。濃度が膜のカチオン吸着性に強く影響し、制御の効果を確認した。シリカとアルミシリケートのナノ周期化でさらに吸着性能が向上できることを明らかにした。TiO2とAl2O3のナノ周期膜でガスバリアを確認することができた。ZnOは室温で結晶化が可能であり、ドーピングによる結晶化促進の示唆を得た。

自由記述の分野

ナノテクノロジー　電気電子材料

研究成果の学術的意義や社会的意義

金属酸化物は光触媒や半導体材料として使われるが、単元素酸化物で示される物性機能は限られている。これが異種の酸化物を濃度を自在に制御して複合することで、それぞれの材料とは異なった機能物性を期待することができる。本研究では、アルミニウムシリケート膜を中心に濃度制御によるイオン吸着膜としての性能増進を示すことができ、上記考えの可能性を示すことができたと考える。さらに結晶化を進め、量子化学計算と協同することで、新無機酸化物材料創成科学の学理開拓につながると考えられる。