2023 Fiscal Year Research-status Report
機能性酸化物単結晶育成用坩堝の低コスト・高強度化を達成するIr-Mo傾斜膜の開発
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22K04720
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
佐藤 浩樹 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 特任准教授 (80540947)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | CVD / 成膜 / イリジウム / 傾斜材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、熱CVD法によりMo基材上へのIr-Mo傾斜膜の成膜を行い、得られるIr-Mo膜の膜厚や組織・微細構造と機械的強度の関係性を見出し、高温環境下でも剥離することのないIr-Mo傾斜膜の実現可能性を明らかにすることを１つ目の目的とし、さらに実際にMo坩堝へIr-Mo傾斜膜を成膜し、中に酸化物原料を入れ、高周波誘導加熱法により溶融させることで、化学的安定性、また実用性を実証することを２つ目の目的としている。
令和5年度は、1.高周波誘導加熱型CVD装置による大型基材へのイリジウム成膜条件最適化、2.膜構造・組織評価、3.機械的強度評価条件出しを計画し、研究を進めた。1.高周波誘導加熱型CVD装置による成膜条件最適化に関しては、電磁界－熱シミュレーションによる高周波誘導加熱解析を行い、その結果をもとにIridium (III) acetylacetonate (分子式：C15H21IrO6)を用いたMo基材および坩堝上へのCVD成膜実験を進めた。キャリアガスの種類（Ar、H2）および流量、圧力、基材の温度の最適化を行うことで、Ir-Mo傾斜膜が得られた。2. 膜構造・組織評価に関しては、イオンミリングによる膜断面のSEMおよびEBSD観察の条件検討を進めた。3. 機械的強度評価条件出しに関しては、スタッド・プルを用いた評価系の検討を進めた。令和6年度は、今年度の成果をもとに高周波誘導加熱型CVD装置を用いたMo坩堝へのIr成膜条件の最適化を行い、膜構造および機械的強度の最終評価を進め、成膜坩堝を使用した酸化物溶融試験を行う予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画通りに、高周波誘導加熱型CVD装置を立ち上げ、プレート形状だけではなく坩堝形状のMo基材への成膜を進めることが出来た。膜の評価に関しても、概ね計画通り進められており、最終年度の令和6年度において、イリジウム成膜モリブデン坩堝を使用した酸化物溶融試験を行う予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度に電磁界－熱シミュレーションによる高周波誘導加熱型大型CVD装置をの熱解析を行い、成膜条件の最適化を行うことができた。この成果をもとに、最終目的であるモリブデン「坩堝」へのイリジウム成膜条件出しを進める。また、Ir-Mo傾斜膜については、SEMやEBSDにより断面観察・評価を行い、その結果を成膜条件にフィードバックさせる。加えて、機械的強度評価手法を使用し、膜強度についても評価を行い、同様にその結果を成膜条件にフィードバックさせる。これらの結果を融合させることで、Ir-Mo傾斜膜を成膜したモリブデン坩堝を用いた酸化物溶融試験を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
新型コロナの影響で残り、想定していた国内・国際学会への参加が出来なかったため、次年度使用額が生じたが、令和6年度に積極的に国際学会での成果発表を行い、使用する予定である。
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[Presentation] Protective iridium film coating by chemical vapor deposition on metal substrate2023
Author(s)
Hiroki Sato, Takashi Goto, Yuui Yokota, Kei Kamada, Yuji Ohashi, Shunsuke Kurosawa, Masao Yoshino, Akihiro Yamaji, Takashi Hanada, Rikito Murakami, Takahiko Horiai, Atsushi Okuno, Akira Yoshikawa
Organizer
19th International Conference on Thin Films
Int'l Joint Research
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[Presentation] Protective coating of precious metal films on high-melting-temperature metals by chemical vapor deposition2023
Author(s)
Hiroki Sato, Takashi Goto, Yuui Yokota, Kei Kamada, Yuji Ohashi, Shunsuke Kurosawa, Masao Yoshino, Akihiro Yamaji, Takashi Hanada, Rikito Murakami, Takahiko Horiai, Atsushi Okuno, Akira Yoshikawa
Organizer
The 11th Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing
Int'l Joint Research
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