ＤＬＣ薄膜の３次元ナノコーティングおよびプラズマ挙動解析

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23360072
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 崔 ジュン豪 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30392632)
• 研究分担者: 加藤 孝久 東京大学, 工学系研究科, 教授 (60152716)
• 連携研究者: 中尾 節男 産業技術総合研究所, サステナブルマテリアル研究部門, 主任研究員 (60357605)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: DLC膜 / バイポーラＰＢＩＩ / 3次元コーティング / プラズマシミュレーション / ラマン分光分析

研究概要

バイポーラ PBII法により，マイクロトレンチの全面にDLC膜を作成することができたが, トレンチの各面におけるDLC膜の膜厚分布・膜構造に不均一性が生じた．トレンチの上面と底面に比べて側面のDLC膜厚は薄くなり,また,負の高電圧が大きいほどイオンが側面からの電界に追従できないためこの傾向は強くなる.トレンチの側面では，上面と底面に比べて異なるDLC膜の構造を示す．負電圧-0.5kVの場合，側面に入射されるイオンエネルギーが上面に比べ小さくなり，膜はよりPLC側に遷移する．負電圧-15kVの場合，側面のDLC膜はトレンチの底面からのスパッタリング効果による膜の堆積が支配的になることがわかった．

研究成果

• [雑誌論文] 古典分子動力学法を用いた水素フリーDLC膜における表面構造のナノスケール解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 澤井周, 熊谷知久, 崔埈豪, 加藤孝久
  • 雑誌名: トライボロジスト 巻: Vol.59,No.2 ページ: 110-117
  • URL: http://www.tribology.jp/publication/journal/journal59.html
  • 査読あり
• [雑誌論文] バイポーラ PBII 法によるトレンチ形状物への DLC 成膜 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平田祐樹, 朴元淳, 崔埈豪, 加藤孝久
  • 雑誌名: トライボロジスト 巻: Vol.58,No.11 ページ: 841-847
  • URL: http://www.tribology.jp/publication/journal/journal58.html
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural and environmental dependence of superlow friction in ion vapor deposited a-C : H:Si films for solid lubrication application (2013)
  • 著者名/発表者名: X. Chen, T. Kato, M. Kawaguchi, M. Nosaka, J. Choi
  • 雑誌名: Journal of Physics D : Applied Physics 巻: Vol.46 ページ: 255304-1-255304-11
  • DOI: 10.1088/0022-3727/46/25/255304
  • 査読あり
• [雑誌論文] ラマン分光法によるDLC膜の機械特性評価および予測(第1報) - トルエン原料ガスを用いたバイポーラPBII&D法により作成したDLC膜 - (2013)
  • 著者名/発表者名: 崔埈豪, 石井啓資, 加藤孝久, 川口雅弘
  • 雑誌名: トライボロジスト 巻: Vol.58,No.8 ページ: 596-602
  • URL: http://www.tribology.jp/publication/journal/journal58.html
  • 査読あり
• [雑誌論文] マイクロ・ナノスケール3次元DLCコーティング (2013)
  • 著者名/発表者名: 崔埈豪
  • 雑誌名: 月刊トライボロジー 巻: Vol.27,No.1 ページ: 16-18
  • URL: http://tribology.press-shinjusha.co.jp/monthlytribology2013.htm#jan
• [雑誌論文] Nitriding of high speed steel by bipolar PBII for improvement in adhesion strength of DLC films (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Choi, K. Soejima, T . Kato, M. Kawaguchi, W Lee
  • 雑誌名: Nuclear Instruments & Methods in Physics Research B 巻: Vol.272 ページ: 357-360
  • DOI: 10.1016/j.nimb.2011.01.100
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural and mechanical properties of DLC films prepared by bipolar PBII&D (2011)
  • 著者名/発表者名: J. Choi, K. Ishii, T. Kato, M. Kawaguchi, W. Lee
  • 雑誌名: Diamond and Related Materials 巻: Vol.20 ページ: 845-848
  • DOI: 10.1016/j.diamond.2011.04.003
  • 査読あり
• [学会発表] DLC Coating on a Trench-Shaped T arget by Bipolar PBII (2014)
  • 著者名/発表者名: Y . Hirata, T . Kato, J. Choi
  • 学会等名: 10th International Conference on the Science of Hard Materials
  • 発表場所: Cancun, Mexico
  • 年月日: 2014-03-14
• [学会発表] マイクロ・ナノスケール三次元DLC コーティング : 膜特性の評価およびプラズマ挙動解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 崔埈豪
  • 学会等名: 第16回「トライボコーティングの現状と将来」シンポジウム
  • 発表場所: 和光
  • 年月日: 2014-02-28
• [学会発表] バイポーラPBII法によるトレンチ形状物へのDLCコーティング-プラズマ挙動解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平田祐樹, 朴元淳, 加藤孝久, 崔埈豪
  • 学会等名: 第54回真空に関する連合講演会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2013-11-27
• [学会発表] バイポーラPBII法によるトレンチ形状物へのDLCコーティング-膜の構造および機械的特性評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平田祐樹, 大西弘益, 加藤孝久, 崔埈豪
  • 学会等名: 第54回真空に関する連合講演会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2013-11-27
• [学会発表] 曲面形状物の表面上に作製したDLC膜の構造評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 崔埈豪, 八田鉄也, 加藤孝久
  • 学会等名: 第5回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2013-11-06
• [学会発表] バイポーラPBII 法によるマイクロトレンチへのDLCコーティング (2013)
  • 著者名/発表者名: 平田祐樹, 朴元淳, 下園隼人, 崔埈豪, 加藤孝久
  • 学会等名: 第5回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2013-11-06
• [学会発表] Raman Study of DLC Films prepared by Bipolar PBII&D (2013)
  • 著者名/発表者名: Junho Choi, Takayuki Hibi, Takahisa Kato, Masahiro Kawaguchi
  • 学会等名: World Tribology Congress 2013
  • 発表場所: Torino, Italy
  • 年月日: 2013-09-09
• [学会発表] Raman Evaluation on Structural Changes of DLC Films Prepared by Bipolar-T ype Plasma Based Ion Implantation and Deposition (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Nakao, J. Choi, T. Sonoda, M. Ikeyama, T. Kato
  • 学会等名: International Conference of Diamond and Carbon Materials
  • 発表場所: Riva del Garda, Italy
  • 年月日: 2013-09-04
• [学会発表] DLC coating on a micro-trench using bipolar PBII (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Choi, H. Tokioka, W. Park, Y . Hirata, T. Kato
  • 学会等名: Collaborative Conference on Materials Research 2013
  • 発表場所: Jeju, South Korea
  • 年月日: 2013-06-26
• [学会発表] バイポーラPBII 法によるマイクロ・ナノスケールトレンチパターンへの三次元DLCコーティング (2013)
  • 著者名/発表者名: 崔埈豪, 時岡秀行, 朴元淳, 平田祐樹, 加藤孝久
  • 学会等名: 日本トライボロジー学会トライボロジー会議
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-05-22
• [学会発表] トレンチ形状物への三次元 DLC コーティングおよびプラズマ挙動解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平田祐樹, 朴元淳, 崔埈豪, 加藤孝久
  • 学会等名: 日本トライボロジー学会トライボロジー会議
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-05-22
• [学会発表] プラズマシミュレーションによるマイクロレンチ形状物への三次元DLCコーティング解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 朴元淳, 平田祐樹, 崔埈豪, 加藤孝久
  • 学会等名: 日本トライボロジー学会トライボロジー会議
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-05-21
• [学会発表] Three-Dimensional DLC Coating using Bipolar PBII (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Choi
  • 学会等名: The 9th Cooperative and Joint international conference on Ultra-precision Machining Process in conjunction with The 7th Conference of Ultra-Precision (ELID) Technology Research Group
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] ナノスケールシリコンモールドへのDLC保護膜の形成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 崔埈豪, 中原優也, 長藤圭介, 朴元淳, 加藤孝久
  • 学会等名: リコンモールドへのDLC保護膜の形成, 第4回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • 発表場所: 北九州市
  • 年月日: 2012-10-24
• [学会発表] ラマンスペクトルを用いた DLC 膜の構造および機械的特性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 日比貴之, 崔埈豪, 加藤孝久, 川口雅弘
  • 学会等名: 日本トライボロジー学会トライボロジー会議
  • 発表場所: 室蘭
  • 年月日: 2012-09-17
• [学会発表] Nanoscale 3-dimensional DLC coating as anti-sticking layer for nanoimprint lithography (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Choi, Y. Nakahara, K. Nagato, W. Park, T. Kato
  • 学会等名: Collaborative Conference on Materials Research 2012
  • 発表場所: Seoul, South Korea
  • 年月日: 2012-06-26
• [学会発表] 3-dimensional DLC coating on microgear by bipolar PBII&D and plasma analysis (2012)
  • 著者名/発表者名: W Park, J. Choi, T. Kato, W. Lee
  • 学会等名: International Conference on Metallurgical Coating & Thin Films
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2012-04-26