2004 Fiscal Year Annual Research Report
分離型レーザアブレーション法開発による酸化・窒化物・有機ナノ複合構造体の創製
| Project/Area Number |
15360171
|
|---|
| Research Institution | Kumamoto University |
|---|
Principal Investigator |
蛯原 健治 熊本大学, 工学部, 教授 (50035060)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池上 知顯 熊本大学, 工学部, 教授 (20136518)
|
|---|
| Keywords | レーザアブレーション法 / 分離型PLD / ZnO / Alq3 / TPD / LiMn_2O_4 |
|---|
| Research Abstract |
薄膜作製を高度に制御可能な分離型レーザアブレーション装置(Separated pulsed laser deposition : SPLD)を完成して、その優れたプロセス特性が明らかになり、同時に薄膜の作製を試みた.また、従来型のレーザアブレーション法により引き続き酸化薄膜と光有機薄膜の作製を行い、リチュウムイオン電池、有機発光デバイスなどの実用化に提供できるレベルの性能を有するまで高品位化ができた.
SPLDは、アブレーションチャンバーと堆積チャンバーを分離することにより、堆積薄膜のプロセス条件を広範囲に制御できるようになった.酸化亜鉛(ZnO)ターゲットを用いて、アルゴンガスをアブレーションチャンバーに、酸素を堆積チャンバーに供給して、高品位の光学特性(光学ギャップ:3.2eV)を有する薄膜の作製が出来た.その表面にはドロブレットがなく、滑らかな表面であった.オリフィスと基板に直流バイアス電圧(500V)を印加して堆積速度を向上することを定量的に調べた.堆積チャンバー内にミラー磁場(1kG)を配置してプラズマプルームの制御特性を調べ、薄膜堆積への効果を調べている.
透明導電性薄膜が用いられているITO(InTiO_2)に替わる薄膜として、AlドープZnO薄膜を作製し、抵抗率の低減と透過率の向上を図り、実用レベルに至った。酸素雰囲気と基板温度を制御することで8x10^<-4>Ωcmの抵抗率と約90%の透過率を得ることが出来た.
有機発光薄膜をレーザアブレーション法により作製する試みを実施した。8-キノリノールアルミニウム錯体(Alq_3)とジアミン誘導体(TPD)をターゲットとして有機薄膜作製を行った。2003年にはNd:YAGレーザの基本波(λ=1064nm)及び第2高調波(λ=532nm)では誘起発光を示す薄膜は堆積できたが、真空中ではKrFエキシマレーザ(λ=530nm)による光発光薄膜の作製は不可能であった.本年度はN_2雰囲気における薄膜作製を試みAlq_3ではλ=530nm付近に強い吸収帯を持つ薄膜作製に成功した.
LiMn_2O_4薄膜をITO基板上に作製した。堆積条件を変化して最良の電池特性を与える条件として、基板温度700℃,酸素圧力100mTorrを得た.
|
