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2015 年度 実績報告書

有機液体中でのダイヤモンドヘテロエピタキシーとその成長機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26620197
研究機関東洋大学

研究代表者

蒲生 美香 (西谷美香)  東洋大学, 理工学部, 教授 (00323270)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワードダイヤモンド / 3C-SiC / 有機液体 / シリコン基板 / 液相法 / アモルファスカーボン薄膜 / 導電性 / 硫黄
研究実績の概要

ダイヤモンドは、宝石としてのみならず、光・電気・熱・硬さ・音等、さまざまな性質において、「地球上で最高の」という接頭語がつく材料として、古くから用いられており、幅広い用途が期待されている材料である。本研究では、そのダイヤモンドを、ビーカーの有機液体の中で、簡便に合成する技術を確立しようと様々な試みを行った。従来、ダイヤモンド合成は、天然ダイヤモンド産出環境と同じ高温高圧環境か、大気圧の約10分の1という低圧の炭化水素ガス中、数百度で行われてきた。本研究では、エタノールやオクタンといった有機液体中で、触媒金属を付与したシリコン基板を通電加熱し、基板表面で有機液体が分解して炭素を含む固体が生成する。生成物は、電子顕微鏡や各種分光法により形態や構造を調べた。最終年度は、さらに光吸収や電気伝導性の測定も行った。ダイヤモンド合成過程は、シリコン基板上へのダイヤモンド核の発生と、その核の成長の二段階が必要である。研究期間を通じて、核の発生に寄与する炭化ケイ素(3C-SiC)層の形成を確認するに至ったが、ダイヤモンド核の生成は確認できていない。一方、最終年度は、有機液体に硫黄を添加することで、炭素間の結合がダイヤモンドとなるよう、結合生成の促進を試みたが、現段階では、結晶性の無い炭素薄膜であるアモルファスカーボン薄膜が生成した。この薄膜は、導電性を持つことを明らかにした。炭素系材料として、緻密なアモルファスカーボン薄膜は実用上関心がもたれている。本法のような簡便な方法で、導電性を有する緻密なアモルファスカーボン薄膜を合成できることは、応用上有利である。今後、本研究で得られたこのアモルファスカーボン薄膜についても、硬さや組成等、材料としての評価を進めていく。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2016 2015

すべて 学会発表 (2件)

  • [学会発表] 有機液体中での炭素薄膜の成長に及ぼす硫黄の添加効果2016

    • 著者名/発表者名
      白石 理沙、白石 美佳、佐藤 凌、安藤 佳祐、安藤 寿浩、小室 修二、蒲生西谷 美香
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] 有機液体中でのカーボンナノ材料の成長に及ぼす硫黄の添加効果2015

    • 著者名/発表者名
      白石 理沙、白石 美佳、本間 匠、堀 央祐、斉藤 健太、安藤 寿浩、小室 修二、蒲生西谷 美香
    • 学会等名
      第42回炭素材料学会年会
    • 発表場所
      関西大学100周年記念会館
    • 年月日
      2015-12-02 – 2015-12-04

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公開日: 2017-01-06  

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