| 研究概要 |
多元素同時スパッタリング装置に誘導結合プラズマ(ICP)生成用ループアンテナ及び基板への負パルスバイアス印加装置を取りつけ,スパッタリング成膜,基板加熱及び基板へのイオン照射が同時に実現できる装置を用いてTiNi形状記憶合金薄膜を得た.イオン照射条件,すなわち,ICP生成のための投入電力と基板への負パルスバイアスの印加条件を調整することで,基板温度が150℃未満でも結晶化した薄膜を得ることができた.ICP中のイオン種を四重極質量分析装置で特定したところ,スパッタリングガスに由来するAr+がほとんどで,スパッタ粒子に由来するTi+及びNi+はごくわずかであることが判明した.イオン照射して低温で結晶化した薄膜の110-B2X線回折は,イオン照射なしの場合のそれと比べるとブロードで,イオン照射による格子欠陥の導入,ナノ結晶化,などが示唆された.Ti_2Niなどの第二相はX線回折試験では検出できなかった.高分子基板に薄膜を付与し,外部熱源を用いた加熱及び冷却に伴う形状回復動作を観察した.加熱時にはマルテンサイト変態に伴う形状回復動作が,冷却時には逆変態と高分子基板の弾性力に起因した初期形状への回復動作が観察でき,良好な二方向形状回復動作を示した.また,これらの動作はB2相⇔R相変態によってもたらされていると推察できた.これと並行して,通電による加熱及び冷却が可能な回路を試作し動作確認したところ,外部熱源の場合と同様に,良好な二方向形状回復動作が観察された.さらに,薄膜/基板積層界面を観察するために,FIBを用いたTEM観察用試料作製条件を探索した.適切な条件で作製した試料の像質はイオンミリング法などの他の手法で得られた試料のそれとほぼ同等であることを確認した.なお,現段階の観察では積層界面近傍に第二相は認められなかった.
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