2017 Fiscal Year Annual Research Report
Study on the ultra-low temperature synthesis of amorphous carbon thin films obtained by plasma excitation method of condensed gas.
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26390095
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
佐藤 哲也 山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (60252011)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中川 清和 山梨大学, 大学院総合研究部, 研究員 (40324181)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | アモルファスカーボン / グラファイト / クライオ / 吸着 / 細孔 / 水素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１）水素化アモルファスカーボン/ダイヤモンド状カーボン薄膜のナノ構造制御と形成過程過程の解明
プラズマ励起法や基板種類に対する依存性について調査した。極低温下で合成したカーボン膜のTEM観察のために種々の試料作製法について検討した。非晶質カーボンに部分的にグラッシーカーボンや、数nm幅のカーボンナノウォール（CNWs）に似た構造、および独特の泡状模様は、下地基板の導電性や平滑性に依存することが明らかになった。極低温下においてグラファイト構造の発現メカニズムに、電子の衝突エネルギーと薄膜成長表面に入射する荷電粒子の電流密度が主要因子であると推測された。
２）不純物添加によるアモルファスカーボン薄膜の物性評価
研究代表者によるこれまでの研究から、クライオ温度においてアセチレンやメタンなどにN,Si,Fを含むガスを混合して極低温合成した不純物添加カーボン膜の、密度、欠陥密度、化学結合状態、光学バンドギャップ、微細細孔の構造情報等に関して調査した。アセチレンやメタンなど炭化水素を試料として極低合成した薄膜は、結合水素濃度が数％と低いことから、薄膜成長表面において水素脱離が進行（H2、HF、NFx、NHｘ脱離)するため水素枯渇状態状態が形成される。薄膜合成条件と薄膜の緻密性や細孔分布、ガス吸着能に関する知見を得た。クライオ温度において炭化水素系凝縮ガスの電子励起によりカーボンの微細構造の制御が可能であることを示唆している知見が得られた。
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