活性酸素の高耐食性不動態被膜生成への有効利用

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14655266
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 祖山 均 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90211995)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡辺 豊 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10260415)
• Keywords: 酸化 / 金属酸化物 / 半導体 / 光電効果 / 短絡電流 / ゲッタリング / ひずみ / 酸化積層欠陥

Research Abstract

本研究は,一般には流体機械に振動や騒音、致命的損傷を生じる害悪であるキャビテーション気泡の崩壊時に生じる局所的高圧かつ高温環境下を用いて,キャビテーション噴流が活性酸素を生成することを実証し,この活性酸素の高耐食性不動態被膜生成への有効利用を目的とする。本年度は,昨年度の成果を踏まえて以下の研究を実施した。
1.活性酸素生成を目的としたキャビテーション噴流の最適化
キャビテーション気泡の崩壊衝撃力の計測等により,キャビテーション噴流の最適噴射条件を明らかにした。キャビテーション噴流をシリコンウェーハ裏面に噴射して生成させた酸化積層欠陥により,ゲッタリング効果があることを実証した。さらにキャビテーション噴流により加工して酸化積層欠陥を生じる場合には,X線回折によりシリコンの結晶構造が乱れていること,ならびにWrightエッチングによりエッチピットを生じる、ことを明らかにした。
2.活性酸素による耐食性不動態被膜生成の最適化
生成した金属酸化物の酸化被膜が生じる光電効果において,ある一定のひずみを付与することにより,短絡電流が増大して,光起電力が増大する事実を明らかにした。なおこのときには開放電圧はほとんどひずみの影響を受けなかった。しかしながら,この一定値以上のひずみを負荷すると,短絡電流ならびに開放電圧ともに低下して,光起電力が著しく低下することが判明した。すなわち,ひずみによる金属酸化物半導体の光起電力向上においては最適値が存在することが判明した。

Research Products

• [Publications] 祖山 均, 棚瀬 良太: "亜酸化銅の光起電力に及ぼす基板の曲率の影響"日本機械学会東北支部第39期秋季講演会講演論文集. 031-2. 53-54 (2003)
• [Publications] H.Kumano, H.Soyama, M.Saka: "Evaluation of the Damage for Gettering in Silicon Wafer Introduced by a Cavitating Jet"Proceedings of 5th International Conference on Fracture and Strength of Solids. CD-ROM. 1-5 (2004)
• [Publications] 祖山 均, 土永 誠: "曲げ応力負荷による亜酸化銅の光起電力の特性"日本機械学会東北支部第39期総会・講演会講演論文集. 041-1(発表予定). (2004)