ダイヤモンド・立方晶窒化ホウ素等の非平衡薄膜のプラズマによる合成

1988 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 62470068
• 研究機関: 青山学院大学
• 研究代表者: 松本 修 青山学院大学, 理工学部, 教授 (80082759)
• キーワード: ダイヤモンド / 立方晶窒化ホウ素 / 透明導電性ポリマー / 薄膜 / プラズマ

研究概要

マイクロ波放電、直流プラズマジェットおよびECRプラズマ装置を利用して発生したプラズマによって、非平衡薄膜の合成研究を行い、次に挙げるような 成果を得た。
1.プラズマジェットを用いたメタンの分解によるダイヤモンドの柝出
圧力200Tarrにおいて発生したアルゴン-水素-メタンプラズマジェットによって、チタン、モリブデンおよびニオブ基板上にダイヤモンドを柝出し、基板の相違による柝出物の相違を見出し、プラズマ状態を柝出物の相方より、ダイヤモンドの柝出過程における基板の役割を検討した。
2.マイクロ波放電による一酸化炭素一水素プラズマよりのダイヤモンドの柝出
マイクロ波放電を利用して発生した一酸化炭素一水素プラズマよりダイヤモンドを柝出した。この際、Ca+H_2→CH_X+H_2O(Fischer-Tropsch)なる反応によりプラズマ中に生成したCH_Xを経てダイヤモンドが柝出する機構を提案した。
3.マイクロ波放電による透明六方晶窒化ホウ素膜および立方晶窒化ホウ素膜の柝出
マイクロ波放電により発生したB┣D22H┣D26┫D2-窒素プラズマより、透明六方晶BN膜を柝出した。容量結合型ラジオ波放電の併用によって、立方晶窒化ホウ素膜柝出の可能性を見出した。
4.ECRプラズマによる透明導電性ポリマー膜の生成
ECR放電によって発生したメタンプラズマより、透明で半導性を示す炭素質膜を柝出した。プラズマの状態と柝出膜のキャラクタリゼーションから、柝出膜は3次元構造を有するポリマー中に少量の黒鉛の分散した膜であることを見出した。

研究成果

• [文献書誌] Toshiro Kotaki,: Plasma Chemistry and Plasma Processing. 8. 91-100 (1988)
• [文献書誌] Osamu Matsumoto,: 電気化学および工業物理化学. 56. 478-481 (1988)
• [文献書誌] Ryuichi Furukawa,: 電気化学および工業物理化学. 56. 779-780 (1988)
• [文献書誌] Takeshi Fujita,: Journal of the Electrochemical Society. 136. (1989)
• [文献書誌] Osamu Matsumoto,: Proceedings of Ist International Conference on the New Diamond Science and Technology. (1989)
• [文献書誌] Hiroaki Toshima,: Proceedings of Ist International Conference on the New Diamond Science and Technology. 1989.
• [文献書誌] 松本修: "最新ダイヤモンド薄膜技術(プラズマ診断より見たダイヤモンド生成のメカニズム)" (株)総合技術センター, 309(58-70) (1988)