| 研究概要 |
本年度はICBの持つ電荷や運動エネルギー(特に表面拡散エネルギー)による薄膜形成効果の実験的手法により確認することに成功し、クラスターイオン(ICB)の持つ基本的特長が明らかになった。これによってICBが結晶成長の過程を制御することができ、従来法では得られない材料の組み合わせのエピタキシーや特長ある材料形成が可能であることが判明した。また、結晶性絶縁物(Ca【F_2】)や半導体薄膜(Si),各種の金属(Al,Cu他)などの物理的,電気的,化学的に安定な薄膜の形成が可能であることを実証した。
本年度購入したエリプソメーター,モノクロメーター,フォトデンシトメーター等を駆使して薄膜形成プロセスを調べ、イオンミーリング装置を用いて形成薄膜の構造を解析した結果、ICBによるイオン照射効果は、従来通常生ずる三次元的薄膜形成過程を二次元成長過程に制御できることがわかった。これによって、Siなどのダイヤモンド型結晶構造やCa【F_2】などのホタル石形結晶構造の上にAlなどの面心立方形結晶が単結晶として形成できることが可能になった。またAlやCuなどの金属の組み合わせによる積層構造ではそれら材料の相互拡散が低温で生じるため、信頼性の良い新材料形成が困難であったが、本年度の研究によって極めて安定な金属積層構造形成法を確立した。
これらの結果は、ハイデルベルグのメタルクラスターに関するシンポジウムでの招待講演や第1回クラスターイオンビーム国際研究集会を本技術の発祥の地である日本で米国・ヨーロッパからの42編の論文とともに発表された。
|
