公募研究
アンモニア合成の助触媒として高い活性を示すことが期待されるCa2NHのエピタキシャル薄膜合成において、類似のCa副格子を持つCa2NH(Hは形式的にH-)とCaNH(Hは形式的にH+)の選択成長過程について検討を進めた。特に、成膜時のCa原子発光強度をもとに、「CaのH2/N2の同時還元」と「CaH2の形成から窒素との反応」の違いにより、Hの形式電荷が変化したことが推察される。このような、成膜中のプロセスモニタは複雑系材料の選択的な成長に非常に有用であることがわかった。また、一般にNの導入にはNH3なども導入した高温プロセスが必要とされるが、反応性スパッタでは比較的低温(~500oC)で容易に合成できることから、今後は薄膜を用いた窒素・水素化合物の様々な物性・機能探索が可能である。さらなるアニオンの追加に向け、フッ素(F)の薄膜への導入も進めた。F2は人体に有毒であり、危険性の高いガスであることから、Fの導入にはCF4を反応ガスとして用いた。その結果、フッ素イオン導電体であるLaF3のエピタキシャル薄膜合成にスパッタ法を用いて初めて成功した。低温で合成することで、酸化物基板上においても薄膜が作製可能であることもわかった。一般には不活性であるN2なども反応性スパッタでは高効率に膜内へ導入できることから、様々なアニオン置換による高いイオン導電性をもつ複合アニオンフッ化物薄膜の作製が今後期待できる。
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Phys. Rev. Research
巻: 2 ページ: 033467
10.1103/PhysRevResearch.2.033467
Cryst. Growth Des.
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10.1021/acs.cgd.0c00602
Appl. Phys. Express
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