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高品質ダイヤモンドおよび厚膜DLCの合成と基本特性評価
竹内 貞雄
 気相法により、P型、N型半導体ダイヤモンドの合成が可能となり。ダイヤモンドの電子デバイス材料としての応用が期待されている。しかし、わずかな結晶欠陥によってキャリアの移動度が低下するなどの問題を解決する必要があり、高品質ダイヤモンド合成技術の確立が望まれている。
 本研究室では、チャンバーフレーム法により高品質ダイヤモンドを高速で合成できることを明らかにした。
 
チャンバーフレーム法合成装置
 
チャンバーフレーム法で合成したダイヤモンドのCLスペクトル
 ダイヤモンドは脆性材料であり、工具等の耐摩耗部材に応用すると、脆性的な破壊により本来の耐摩耗性特性が生かせないという問題がある。一般に、気相法で合成されるダイヤモンド膜は柱状に成長した多結晶構造である。この構造は膜表面にクラックが生ずると柱状の粒内を伝播しやすく、じん性を低下させるという問題がある。
 この問題を解決するため、基板へのバイアス電流の印加を間欠的に繰り返すことで、2次核を形成し、粒成長の連続性を阻止した多層構造ダイヤモンドを合成した。その結果、多層構造ダイヤモンド膜の曲げ強度は通常のダイヤモンド膜に比べて30%程度向上することを明らかにした。
 
柱状成長の連続性を無くすことによる結晶の微細化
 
ダイヤモンド膜の耐摩耗性の評価 各種ダイヤモンド膜の3点曲げ試験結果
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施設概要
組織図
プロジェクトメンバー
主要装置一覧
研究事業概要
研究報告
薄膜および表面のナノ構造制御とその構造を利用したナノ加工の実現
ナノオーダの構造制御による機能性薄膜の創製
スーパーカーボン材のテラヘルツ帯電気特性計測技術の開発および応用
化学気相法によるカーボンナノ材料の合成
高品質ダイヤモンドおよび厚膜DLCの合成と基本特性評価
スーパーカーボンのマイクロ・ナノ金型
レーザ加工法のダイヤモンドへの適用とマイクロ造形への応用
マイクロメカニズム構成用部材としてのダイヤモンドの加工及び組み立て
プラスチック成形加工によるマイクロ部品製造技術およびインモールドアセンブル技術の開発