2002 Fiscal Year Annual Research Report
| Project/Area Number |
13650713
|
|---|
| Research Institution | University of Tsukuba |
|---|
Principal Investigator |
谷本 久典 筑波大学, 物質工学系, 講師 (70222122)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
水林 博 筑波大学, 物質工学系, 教授 (40114136)
|
|---|
| Keywords | ナノ結晶材料 / ポーラス材料 / 表面・界面効果 / ナノフィルター / ガスデポジション法 |
|---|
| Research Abstract |
nmオーダの空隙が連続的に繋がった構造を有する金属材料の作製を目指し、100-500TorrのHeガス中で生成した超微粒子をより低圧(1Torr以下)の堆積室へガスジェット流により搬送、基板上へ直接堆積固化させるガスデポジショ.ン法を用い低密度ナノ結晶材の作製を試みた。H13年度では、現有装置における限界ガス圧である約100Torrまで超微粒子生成室のHeガス圧を低下させることで、生成効率は非常に悪いが相対密度がおおよそ90%の金ナノ結晶材を得ることができた。これを踏まえて、より低圧下でも効率的に試料作製が可能な装置を新たに試作し、低密度試料の作製を行った。新装置において超微粒子生成室100Torr以下で堆積速度や膜形成力の最適条件を探った所、超微粒子生成室30Torr、堆積室約2Torrの条件において、リボン状の金ナノ結晶薄膜が得られた。その平均結晶粒径は10-20nm、通常の金多結晶材に対する相対密度は93%であった。また、STMを用いた表面観察では小穴と思われる直径2nm程のくぼみが約100nm間隔で観測された。熱的構造安定性を調べた所、相対密度99%の高密度金ナノ結晶材料では400K以上の焼鈍で急速な粒成長が見られたのに対して、本年度に作製された相対密度93%の試料では700K焼鈍後も粒成長が殆ど見られなかった。新しく試作した装置でも生成室のHe圧が30Torr以下では膜状の試料が得られない。そこで、基板と超微粒子、あるいは超微粒子同士の付着力を向上させ、より低圧でも膜状試料が形成できる様に基板冷却(あるいは加熱)装置を組込み中である。これに併行して、試料の低密度性がどのような空隙の空間分布から生じているのかを判断するために、薄膜試料のヘリウムガス透過率測定や化学的に表面研磨した後のSTM観察などを行う計画である。
|
Research Products
(3 results)
-
[Publications] S.Sakai et al.: "Characteristic Creep Behavior of Nanocrystalline (n-) Metals Found for High Density n-Gold"Phys. Rev. B. 66. 214106(9) (2002)
-
[Publications] H.Tanimoto: "Anelasticity Study on Motions of Atoms in the Grain Boundary Regions in Nanocrystalline Gold"Mater. Trans.. 44. 53-58 (2003)
-
[Publications] H.Tanimoto: "Characterization and Elastic Property of High-Density Nanocrystalline Gold Prepared by Gas-Deposition Method"Mater. Trans.. 44. 94-103 (2003)
