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2012 Fiscal Year Annual Research Report

レーザー・マイクロ波ハイブリッド型メソプラズマCVDによるナノポーラス材料の創製

Research Project

Project/Area Number 22246082
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

後藤 孝  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (60125549)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 伊藤 暁彦  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (20451635)
塗 溶  東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (80396506)
Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywords機能性セラミックス / メソプラズマ / 化学気相析出 / ナノポーラス / コーティング
Research Abstract

本研究者らは、これまで新規高速成膜プロセスとして、レーザーCVDを提案し、種々のセラミックス膜を従来の数100倍以上の成膜速度で作製してきた。本プロセスは、レーザーの電磁波により原料ガスを電離させ、数k~数10 kPaの全圧の領域でメソプラズマを発生することによって化学反応が著しく活性化されるレーザー励起プラズマCVDである。
本研究では、このレーザー励起プラズマCVDに、さらにマイクロ波および電子サイクロトロン共鳴磁場を援用した新たなレーザー・マイクロ波ハイブリッドCVDを開拓し、従来未開のメソプラズマを用いた新規低温・高速成膜プロセスを確立する。
超多孔質膜は、粒径数十nmの空隙のネットワーク構造を持った膜である。近年、このような多孔体は、自動車用排ガス処理などの触媒担持体やフィルター材料として重要な材料になっている。現在、種々の溶射プロセスやEBPVD (電子ビーム物理蒸着) などを用いた試みがなされているが、極めて多孔質でポアサイズをよく制御した材料を、均一かつ効率的に低温でコーティングできる技術はない。レーザーCVDで合成した厚膜では、羽毛状の組織を有する膜を作製することができる。高温強度に優れたAl2O3および光触媒機能材料TiO2、新しい構造用セラミックスとして期待されているAl2TiO5などの酸化物膜や高い耐酸化性を有するSiCを作製した。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (24 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 11 results) Presentation (8 results) Book (3 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Rapid deposition of YBCO films by laser CVD and effect of lattice mismatch on their epitaxial growth and critical temperature2013

    • Author(s)
      P. Zhao, A. Ito, T. Goto
    • Journal Title

      Ceramics International

      Volume: 掲載決定

    • DOI

      DOI:10.1016/j.ceramint.2013.02.098

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Growth and microstructure of Ba β-alumina films by laser chemical vapor deposition2013

    • Author(s)
      A. Ito, Y. You, H. Katsui, T. Goto
    • Journal Title

      Journal of the European Ceramic Society

      Volume: 掲載決定

    • DOI

      DOI:10.1016/j.jeurceramsoc.2013.04.003

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preparation of the c-axis oriented AlN film by laser chemical vapor deposition using a newly proposed Al(acac)_3 precursor2013

    • Author(s)
      Y. You, A. Ito, R. Tu, T. Goto
    • Journal Title

      Journal of Crystal Growth

      Volume: 365 Pages: 1-5

    • DOI

      DOI:10.1016/j.jcrysgro.2012.12.034

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High-speed growth of YBa2Cu3O7-δ superconducting films on multilayer-coated Hastelloy C276 tape by laser-assisted MOCVD2013

    • Author(s)
      P. Zhao, A. Ito, T. Kato, D. Yokoe, T. Hirayama, T. Goto
    • Journal Title

      Superconductor Science and Technology

      Volume: 26 Pages: 055020

    • DOI

      10.1088/0953-2048/26/5/055020

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Highly (001)-oriented α-Al2O3 films prepared by laser chemical vapor deposition2013

    • Author(s)
      Y. You, A. Ito, T. Goto
    • Journal Title

      Materials Letters

      Volume: accepted Pages: accepted

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Microstructure and hardness of SiC-TiC nanocomposite thin films prepared by radiofrequency magnetron sputtering2012

    • Author(s)
      G. Osugi, A. Ito, M. Hotta, T. Goto
    • Journal Title

      Thin Solid Films

      Volume: 520(18) Pages: 5851-5855

    • DOI

      DOI:10.1016/j.tsf.2012.05.021

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preparation of Ti(O,N) Films by Laser Chemical Vapor Deposition for Functionally Gradient Coating on Ti(C,N)-based Cermet2012

    • Author(s)
      T. Yonesaki, A. Ito, T. Goto
    • Journal Title

      Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy

      Volume: 59(7) Pages: 405-409

    • DOI

      DOI:10.1016/j.tsf.2012.05.021

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High-speed Epitaxial Growth of BaTi2O5 Thick Films and Their In-plane Orientations2012

    • Author(s)
      D.Y. Guo, A. Ito, R. Tu, T. Goto
    • Journal Title

      Applied Surface Science

      Volume: 259 Pages: 2594-2600

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2012.07.016

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preparation of (020)-oriented BaTi2O5 thick films and their dielectric responses2012

    • Author(s)
      A. Ito, D.Y. Guo, R. Tu, T. Goto
    • Journal Title

      Journal of the European Ceramic Society

      Volume: 32 Pages: 2459-2467

    • DOI

      10.1016/j.jeurceramsoc.2012.02.022

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 傾斜機能材料の経緯と超電導テープへの応用2012

    • Author(s)
      後藤 孝・伊藤暁彦
    • Journal Title

      セラミックス

      Volume: 47 Pages: 894-898

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High-Speed Epitaxial Growth of β-SiC Film on Si(111) Single Crystal by Laser Chemical Vapor Deposition2012

    • Author(s)
      Song Zhang, Rong Tu,Takashi Goto
    • Journal Title

      Journal of the American Ceramic Society

      Volume: 95 Pages: 2782-2784

    • DOI

      10.1111/j.1551-2916.2012.05354.x

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] レーザーCVD法によるアナターゼおよびルチルTiO2膜のエピタキシャル成長2013

    • Author(s)
      伊藤暁彦, 後藤孝
    • Organizer
      日本セラミックス協会 2013年年会
    • Place of Presentation
      東京 (東京工業大学)
    • Year and Date
      20130317-20130319
  • [Presentation] Orientation growth and microstructure of Al2O3 and Al2TiO5 films by laser CVD2013

    • Author(s)
      Akihiko Ito, Takashi Goto
    • Organizer
      Japan-Russia CVD seminar
    • Place of Presentation
      Sendai (IMR, Tohoku Univ.)
    • Year and Date
      20130309-20130309
  • [Presentation] Preparation and characterization of α-Al2O3 thick Films by Laser CVD using CO2 and Nd:YAG lasers2013

    • Author(s)
      Ming Gao, Akihiko Ito, Takashi Goto
    • Organizer
      第51回セラミックス基礎科学討論会
    • Place of Presentation
      仙台市 (仙台国際センター)
    • Year and Date
      20130109-20130110
  • [Presentation] High-speed preparation of (100)-oriented CeO2 films on Hastelloy C276 tape by laser chemical vapor deposition using single liquid source2013

    • Author(s)
      Pei Zhao, Akihiko Ito, Rong Tu, Takashi Goto
    • Organizer
      第51回セラミックス基礎科学討論会
    • Place of Presentation
      仙台市 (仙台国際センター)
    • Year and Date
      20130109-20130110
  • [Presentation] Oriented growth of alumina thick films and their nanostructure2012

    • Author(s)
      Akihiko Ito, Takashi Goto
    • Organizer
      Materials Science Week 2012
    • Place of Presentation
      Sendai (IMR, Tohoku Univ.)
    • Year and Date
      20121125-20121201
  • [Presentation] レーザーCVDによるナノ柱状晶構造を有するβ‐Al2TiO5膜の合成と微細構造観察2012

    • Author(s)
      伊藤暁彦, 西垣祥太郎, 後藤孝
    • Organizer
      平成24年度 粉体粉末冶金協会 秋季大会
    • Place of Presentation
      草津市 (立命館大学)
    • Year and Date
      20121120-20121122
  • [Presentation] レーザーCVDによる特異なナノ構造を持つセラミックスコーティング2012

    • Author(s)
      伊藤暁彦, 後藤孝
    • Organizer
      金属材料研究所 平成 24 年度テクニカルセンター職員研修 (専門研修)
    • Place of Presentation
      仙台市 (東北大学金属材料研究所)
    • Year and Date
      20121116-20121116
  • [Presentation] レーザーCVDによる特異な結晶相・微細構造を持つセラミックス膜の合成2012

    • Author(s)
      伊藤暁彦, 後藤孝
    • Organizer
      日本学術振興会先進セラミックス第124委員会第140回研究会
    • Place of Presentation
      東京 (早稲田大学)
    • Year and Date
      20121024-20121024
  • [Book] Processing and Properties of Advanced Ceramics and Composites IV2012

    • Author(s)
      Jitendra P. Singh, Narottam P. Bansal, Takashi Goto, Jacques Lamon, Sung R. Choi, Morsi M. Mahmoud, Guido Link
    • Total Pages
      336
    • Publisher
      Wiley-American Ceramic Society
  • [Book] Ceramics and Composites Processing Methods2012

    • Author(s)
      T. Goto
    • Total Pages
      271-312
    • Publisher
      John Wiley & Sons
  • [Book] Materials Integration2012

    • Author(s)
      Takashi Goto, Zhengyi Fu and Lianmeng Zhang
    • Total Pages
      390
    • Publisher
      Trans Tech Publications
  • [Remarks] 結晶配向制御した硬質セラミックスの高速・低温コーティング技術

    • URL

      http://www.rpip.tohoku.ac.jp/seeds/profile/174/lang:jp/

  • [Remarks] 多元系セラミックスの高速・高収率成膜技術による超電導線材作製

    • URL

      http://www.rpip.tohoku.ac.jp/seeds/profile/175/lang:jp/

URL: 

Published: 2014-07-24  

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