| 研究概要 |
固体電解質ならびに窒化物半導体を対象に, rfースパッタリング法を適用し, 薄膜状態で試料を作製するとともに, 生成物の同定ならびに各種の特性評価を行い, ミクロ複合型薄膜材料の材料設計に関する基本的な要素の集積を行った. 以下にその主な成果を述べる.
1.固体電解質 (1)βーアルミナ薄膜:高周波スパッタリング法によるβーアルミナ薄膜の合成を行い, 組成および微構造を制御するための諸因子(ターゲット組成, パワー, ガス圧, ポストアンニーリング)を検討し, 最適条件を明らかにした. 生成膜の評価には, XRD, イオン伝導度測定, 及びSAW吸収法を適用した. SAW吸収法ではピエゾ電界法及びノンピエツ法の2つの測定システムを開発し, イオン伝導機構を動的に解析することに成功した. (ii)βーAgI薄膜:真空蒸着法で作製したAg薄膜を種々の条件下でヨウ素化しβーAgI薄膜を作製した. 低温合成試料はバルク試料に比較して3桁に及ぶ高いイオン伝導度を示することを確認し, それが反応中に非平衡に導入された格子間Agイオンに起因することを明らかにした.
2.Ti.ナD21-x.ニD2Al.ナ_<x.ニ>N薄膜 高周波スパッタリング法を適用することによって, NaCl型固溶体(0≦x≦0.6), ウルツ鉱型固溶体(0.82≦x≦1.0)及び新しい結晶相x+ュSY.simeq+ャをそれぞれ合成することに成功した. バンドギャップ(Eg)はAlの増加によって大きくなり, 時にウルツ鉱型では, Alの濃度によって, 2.5〜5.2eVの範囲でEgが連続的に変化する. また, 各固溶体における耐酸化性, 耐化学性を電子構造に基づいて考察し, それぞれの向上を計ることができた.
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