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2012 年度 実績報告書

レーザー・マイクロ波ハイブリッド型メソプラズマCVDによるナノポーラス材料の創製

研究課題

研究課題/領域番号 22246082
研究機関東北大学

研究代表者

後藤 孝  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (60125549)

研究分担者 伊藤 暁彦  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (20451635)
塗 溶  東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (80396506)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード機能性セラミックス / メソプラズマ / 化学気相析出 / ナノポーラス / コーティング
研究概要

本研究者らは、これまで新規高速成膜プロセスとして、レーザーCVDを提案し、種々のセラミックス膜を従来の数100倍以上の成膜速度で作製してきた。本プロセスは、レーザーの電磁波により原料ガスを電離させ、数k~数10 kPaの全圧の領域でメソプラズマを発生することによって化学反応が著しく活性化されるレーザー励起プラズマCVDである。
本研究では、このレーザー励起プラズマCVDに、さらにマイクロ波および電子サイクロトロン共鳴磁場を援用した新たなレーザー・マイクロ波ハイブリッドCVDを開拓し、従来未開のメソプラズマを用いた新規低温・高速成膜プロセスを確立する。
超多孔質膜は、粒径数十nmの空隙のネットワーク構造を持った膜である。近年、このような多孔体は、自動車用排ガス処理などの触媒担持体やフィルター材料として重要な材料になっている。現在、種々の溶射プロセスやEBPVD (電子ビーム物理蒸着) などを用いた試みがなされているが、極めて多孔質でポアサイズをよく制御した材料を、均一かつ効率的に低温でコーティングできる技術はない。レーザーCVDで合成した厚膜では、羽毛状の組織を有する膜を作製することができる。高温強度に優れたAl2O3および光触媒機能材料TiO2、新しい構造用セラミックスとして期待されているAl2TiO5などの酸化物膜や高い耐酸化性を有するSiCを作製した。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (8件) 図書 (3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Rapid deposition of YBCO films by laser CVD and effect of lattice mismatch on their epitaxial growth and critical temperature2013

    • 著者名/発表者名
      P. Zhao, A. Ito, T. Goto
    • 雑誌名

      Ceramics International

      巻: 掲載決定

    • DOI

      DOI:10.1016/j.ceramint.2013.02.098

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth and microstructure of Ba β-alumina films by laser chemical vapor deposition2013

    • 著者名/発表者名
      A. Ito, Y. You, H. Katsui, T. Goto
    • 雑誌名

      Journal of the European Ceramic Society

      巻: 掲載決定

    • DOI

      DOI:10.1016/j.jeurceramsoc.2013.04.003

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of the c-axis oriented AlN film by laser chemical vapor deposition using a newly proposed Al(acac)_3 precursor2013

    • 著者名/発表者名
      Y. You, A. Ito, R. Tu, T. Goto
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 365 ページ: 1-5

    • DOI

      DOI:10.1016/j.jcrysgro.2012.12.034

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-speed growth of YBa2Cu3O7-δ superconducting films on multilayer-coated Hastelloy C276 tape by laser-assisted MOCVD2013

    • 著者名/発表者名
      P. Zhao, A. Ito, T. Kato, D. Yokoe, T. Hirayama, T. Goto
    • 雑誌名

      Superconductor Science and Technology

      巻: 26 ページ: 055020

    • DOI

      10.1088/0953-2048/26/5/055020

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly (001)-oriented α-Al2O3 films prepared by laser chemical vapor deposition2013

    • 著者名/発表者名
      Y. You, A. Ito, T. Goto
    • 雑誌名

      Materials Letters

      巻: accepted ページ: accepted

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microstructure and hardness of SiC-TiC nanocomposite thin films prepared by radiofrequency magnetron sputtering2012

    • 著者名/発表者名
      G. Osugi, A. Ito, M. Hotta, T. Goto
    • 雑誌名

      Thin Solid Films

      巻: 520(18) ページ: 5851-5855

    • DOI

      DOI:10.1016/j.tsf.2012.05.021

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Ti(O,N) Films by Laser Chemical Vapor Deposition for Functionally Gradient Coating on Ti(C,N)-based Cermet2012

    • 著者名/発表者名
      T. Yonesaki, A. Ito, T. Goto
    • 雑誌名

      Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy

      巻: 59(7) ページ: 405-409

    • DOI

      DOI:10.1016/j.tsf.2012.05.021

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-speed Epitaxial Growth of BaTi2O5 Thick Films and Their In-plane Orientations2012

    • 著者名/発表者名
      D.Y. Guo, A. Ito, R. Tu, T. Goto
    • 雑誌名

      Applied Surface Science

      巻: 259 ページ: 2594-2600

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2012.07.016

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of (020)-oriented BaTi2O5 thick films and their dielectric responses2012

    • 著者名/発表者名
      A. Ito, D.Y. Guo, R. Tu, T. Goto
    • 雑誌名

      Journal of the European Ceramic Society

      巻: 32 ページ: 2459-2467

    • DOI

      10.1016/j.jeurceramsoc.2012.02.022

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 傾斜機能材料の経緯と超電導テープへの応用2012

    • 著者名/発表者名
      後藤 孝・伊藤暁彦
    • 雑誌名

      セラミックス

      巻: 47 ページ: 894-898

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Speed Epitaxial Growth of β-SiC Film on Si(111) Single Crystal by Laser Chemical Vapor Deposition2012

    • 著者名/発表者名
      Song Zhang, Rong Tu,Takashi Goto
    • 雑誌名

      Journal of the American Ceramic Society

      巻: 95 ページ: 2782-2784

    • DOI

      10.1111/j.1551-2916.2012.05354.x

    • 査読あり
  • [学会発表] レーザーCVD法によるアナターゼおよびルチルTiO2膜のエピタキシャル成長2013

    • 著者名/発表者名
      伊藤暁彦, 後藤孝
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 2013年年会
    • 発表場所
      東京 (東京工業大学)
    • 年月日
      20130317-20130319
  • [学会発表] Orientation growth and microstructure of Al2O3 and Al2TiO5 films by laser CVD2013

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Ito, Takashi Goto
    • 学会等名
      Japan-Russia CVD seminar
    • 発表場所
      Sendai (IMR, Tohoku Univ.)
    • 年月日
      20130309-20130309
  • [学会発表] Preparation and characterization of α-Al2O3 thick Films by Laser CVD using CO2 and Nd:YAG lasers2013

    • 著者名/発表者名
      Ming Gao, Akihiko Ito, Takashi Goto
    • 学会等名
      第51回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      仙台市 (仙台国際センター)
    • 年月日
      20130109-20130110
  • [学会発表] High-speed preparation of (100)-oriented CeO2 films on Hastelloy C276 tape by laser chemical vapor deposition using single liquid source2013

    • 著者名/発表者名
      Pei Zhao, Akihiko Ito, Rong Tu, Takashi Goto
    • 学会等名
      第51回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      仙台市 (仙台国際センター)
    • 年月日
      20130109-20130110
  • [学会発表] Oriented growth of alumina thick films and their nanostructure2012

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Ito, Takashi Goto
    • 学会等名
      Materials Science Week 2012
    • 発表場所
      Sendai (IMR, Tohoku Univ.)
    • 年月日
      20121125-20121201
  • [学会発表] レーザーCVDによるナノ柱状晶構造を有するβ‐Al2TiO5膜の合成と微細構造観察2012

    • 著者名/発表者名
      伊藤暁彦, 西垣祥太郎, 後藤孝
    • 学会等名
      平成24年度 粉体粉末冶金協会 秋季大会
    • 発表場所
      草津市 (立命館大学)
    • 年月日
      20121120-20121122
  • [学会発表] レーザーCVDによる特異なナノ構造を持つセラミックスコーティング2012

    • 著者名/発表者名
      伊藤暁彦, 後藤孝
    • 学会等名
      金属材料研究所 平成 24 年度テクニカルセンター職員研修 (専門研修)
    • 発表場所
      仙台市 (東北大学金属材料研究所)
    • 年月日
      20121116-20121116
  • [学会発表] レーザーCVDによる特異な結晶相・微細構造を持つセラミックス膜の合成2012

    • 著者名/発表者名
      伊藤暁彦, 後藤孝
    • 学会等名
      日本学術振興会先進セラミックス第124委員会第140回研究会
    • 発表場所
      東京 (早稲田大学)
    • 年月日
      20121024-20121024
  • [図書] Processing and Properties of Advanced Ceramics and Composites IV2012

    • 著者名/発表者名
      Jitendra P. Singh, Narottam P. Bansal, Takashi Goto, Jacques Lamon, Sung R. Choi, Morsi M. Mahmoud, Guido Link
    • 総ページ数
      336
    • 出版者
      Wiley-American Ceramic Society
  • [図書] Ceramics and Composites Processing Methods2012

    • 著者名/発表者名
      T. Goto
    • 総ページ数
      271-312
    • 出版者
      John Wiley & Sons
  • [図書] Materials Integration2012

    • 著者名/発表者名
      Takashi Goto, Zhengyi Fu and Lianmeng Zhang
    • 総ページ数
      390
    • 出版者
      Trans Tech Publications
  • [備考] 結晶配向制御した硬質セラミックスの高速・低温コーティング技術

    • URL

      http://www.rpip.tohoku.ac.jp/seeds/profile/174/lang:jp/

  • [備考] 多元系セラミックスの高速・高収率成膜技術による超電導線材作製

    • URL

      http://www.rpip.tohoku.ac.jp/seeds/profile/175/lang:jp/

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公開日: 2014-07-24  

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