| 研究課題/領域番号 |
20K04252
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| 研究機関 | 鈴鹿工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
横山 春喜 鈴鹿工業高等専門学校, 電気電子工学科, 教授 (20583701)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | マイクロアクチュエータ / 二酸化バナジウム / マグネトロンスパッタ / 相転移 / 熱処理 |
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| 研究実績の概要 |
VO2を用いた電圧駆動型マイクロアクチュエータの実現に向け、マグネトロンスパッタ法を用いて酸化バナジウム、アルミニウム、SiO2薄膜の作製を行い、その膜質を評価した。
【酸化バナジウム薄膜】ターゲット材料をバナジウムから二酸化バナジウム（VO2）に変更した。装置内にアルゴンを導入し、0.13Paの減圧下で、PFパワー200Wでスパッタを行った。さらに、作製した試料を300℃～500℃でアニール処理した。Ｘ線回折（XRD）測定では、アニール処理なしの試料ではピークは確認できず、アニール温度を上昇させると、明らかなピークが観測されるようになった。観測されたピークはそれぞれ、VO2、V6O13、V2O5に対応していることが分かった。作製した試料の抵抗率の温度変化を測定した結果、アニール温度500℃の試料は抵抗率が70℃付近から急激に減少することが分かった。この抵抗率変化が相転移を示していると思われる。
【アルミニウム薄膜】ターゲットにはアルミニウム（Al）を用いた。装置内にアルゴンを導入し0.13Paの減圧下で、PFパワーを100～200Wで変化させた。XRD測定では、Alの（111）面、（200）面に対応するピークを観測することができた。さらに、走査電子顕微鏡（SEM）を用いて断面を観察し、堆積速度を算出した。この結果、100Wでは薄膜は形成されず、それ以上のパワーでは、パワーの増加にほぼ比例比例して堆積速度が増加することが分かった。
【SiO2薄膜】ターゲットにはSiO2を用いた。装置内にアルゴンを導入し、圧力を0.067～0.67Paで変化させた（RFパワーは200W）。XRD測定ではピークは確認できず、作製した薄膜はアモルファスであることが分かった。さらに、SEM観察から、堆積速度は圧力0.13Paで最大になり、それよりも低圧と高圧で減少することが分かった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
昨年度に引き続きコロナ禍の影響で実験が計画通りに進捗していない。特に薄膜作製、特性評価、次の薄膜作製条件へのフィードバックのサイクルを十分にこなせておらず、各薄膜の作製条件の最適化に遅れが生じている。
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| 今後の研究の推進方策 |
問題となっているフィードバックのサイクルを増やし、作製条件の最適化を加速し、各薄膜の高品質化を進める。また、研究目標を積層構造の作製と、電圧による相転移の確認に変更する。研究遅延のため研究予算についても計画通り執行できていないので、補助事業期間延長の申請を行う予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究計画の遅延にともない、使用計画と執行額に差額が生じた。今後、研究を加速し、予算の執行を行う予定である。
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