研究課題
本研究ではインテグレーテッドパルスレーザー堆積法を提案し，深紫外発光素子の創製を試みることを目的に研究を行った．PLD法による深紫外発光素子作製のために必要不可欠なのは，粗大粒子の排除と高エネルギー励起種の発生ならびに異種原子ドープである．これらの課題に対して本研究では，冷凍ボラジンターゲットと数mJの高強度フェムト秒パルスレーザー光を用いることで，高品質立方晶窒化硼素薄膜の作製を試みた．製膜チャンバーの製作と製膜パラメータの最適化のために，まずはシクロヘキサンを冷凍した，冷凍シクロヘキサンターゲットを用いた製膜実験を行った．冷凍ターゲットを用いたPLD法では，デブリフリーでsp2/sp3結合比を制御したダイヤモンド様カーボン薄膜の作製に成功し，製膜時の雰囲気制御による薄膜への異種原子ドープが可能であることがわかった．一方，冷凍ボラジンターゲットへの高強度レーザー照射による窒化硼素薄膜作製では，一部立方晶窒化硼素薄膜の作製が認められたが，製膜時のターゲット材料の分解反応に起因して高品質薄膜の作製には至らなかった．これに対し，ターゲットの冷却温度をより低温に設定できるようにシステムを改良するとともに，乾燥不活性ガスの導入と排気を繰り返すことでより高乾燥・高真空下での製膜を行った．これにより，製膜時の冷凍ボラジンターゲットの安定性には一定の効果が得られたが，チャンバー内の微量な水分との反応によって最終的にはボラジンが分解してしまうことが明らかとなった．デブリフリーのダイヤモンド様炭素薄膜が作製できること，製膜時の雰囲気を制御することによって異種原子ドープ薄膜の作製が可能であることが明らかとなったため，本研究をつうじて得られた知見により，冷凍炭化水素化合物ターゲットを用いたPLD法の際に窒素および硼素を含むガスを雰囲気ガスとして用いることで窒化炭化硼素薄膜作製の可能性が示された．
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Journal of Materials Research
巻: 52 ページ: 749-759
10.1007/s10853-016-0368-8
Proc. SPIE 9736, Laser-based Micro- and Nanoprocessing X
巻: 9736 ページ: 973617
10.1117/12.2211583
