Oxide semiconductor film growth by combined pulsed laser deposition

组合脉冲激光沉积法生长氧化物半导体薄膜

• 批准号: 21K03523
• 负责人: 伊庭野 健造
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03523/
• 关键词: レーザー; プラズマ; 複合プロセス; 薄膜; パルスレーザー; 酸化物半導体

高密度成膜が可能なパルスレーザー蒸着法（PLD）の欠点である形成薄膜の膜厚や組成の非均一性の課題について、背景プラズマを用いた複合PLDでの解決が期待されている。そこで本研究では複合PLDにおける物理過程の解明を目的の1つとした。本年度はマグネトロンプラズマ源を用いて実験を行った。新たにPLD専用装置を整備し、同装置にマグネトロンプラズマ源を設置し、PLD成膜の背景として従来の中性ガスに加えてプラズマが利用可能となった。同装置を用いてリチウムイオン電池の電極として一般的なLiCoO2薄膜を成膜した。成膜時にPLD及びマグネトロンのターゲット材は両社ともLiCoO2を用い不純物の混入を低減させた。ただし、マグネトロンからの成膜はなるべく生じないようにターゲットに引火するバイアスは最小限に留めた。またスパッタ量を低減させるため、アルゴンガスは使用せず、酸素ガスのみを用いたプラズマを背景とした。LiCoO2膜を1μm程度成膜した試料について、SEM、XPS、XRDなどの分析装置を用いて組成を調べた。さらに得られた薄膜をコインセルに封入し、リチウム電池としての電極性能をサイクリックボルタメトリー及び充放電試験で測定した。背景として酸素ガスを用いたPLDと酸素プラズマを用いた複合PLDにより成膜された薄膜を比較すると、酸素プラズマを用いた複合PLDの試料のほうが良好な結果を示し、電池特性も優れることが示された。

High density film formation is possible by vapor deposition (PLD). The problem of film thickness and composition heterogeneity is expected to be solved by background deposition. This study is aimed at clarifying the physical process of complex PLD. This year's event was held in the United States. New PLD equipment, equipment The electrode of the same device is formed by a thin film of LiCoO2. During film formation, PLD and LiCoO2 are used to reduce impurity mixing. The film was formed in the middle of the night. The amount of oil is reduced by the amount of oil. LiCoO2 film is formed at 1μm level, and the composition of the sample is adjusted by SEM, XPS, XRD and other analytical devices. The electrode performance of the battery was determined by the test of the film. The results show that the composite PLD has excellent battery characteristics.

项目成果

複合パルスレーザー蒸着法による酸化物半導体成膜

复合脉冲激光沉积法形成氧化物半导体膜

• 发表时间: 2022
• 作者: 伊庭野 健造;住吉 宥哉;平松 厚之;彦田 颯人;伊藤 遥輝;リ ハンテ;上田 良夫
• 通讯作者: 上田 良夫

Aix-Marseillie University(フランス)

艾克斯-马赛大学（法国）

Growth of fiberform nanostructures on metal surfaces by helium plasma irradiation

• DOI: 10.1063/5.0123430
• 发表时间: 2022-11-14
• 期刊: JOURNAL OF APPLIED PHYSICS
• 影响因子: 3.2
• 作者: Kajita, Shin;Ito, Atsushi M.;Ibano, Kenzo
• 通讯作者: Ibano, Kenzo

Fabrication and Performance Evaluation of Lithium Cobalt Oxide (LiCoO2) Thin-Film Electrodes by PE-PLD Method

PE-PLD 法制备钴酸锂 (LiCoO2) 薄膜电极及性能评价

• 发表时间: 2022
• 作者: 佐々木真、伊藤公孝、B. F. McMillan;小林達哉、荒川弘之、J. Chowdhury;Yuya Sumiyoshi,Kenzo Ibano,Yuki Yamada,Yasuyuki Kondo,Heun Lee,Yoshio Ueda
• 通讯作者: Yuya Sumiyoshi,Kenzo Ibano,Yuki Yamada,Yasuyuki Kondo,Heun Lee,Yoshio Ueda

Gas Sensing Properties of Tungsten Oxide with Helium-Induced Nanostructure

氦诱导纳米结构氧化钨的气敏性能

• 发表时间: 2022
• 作者: 貫名沙紀;岡野竜也;川野宏太朗;北村太輔;岡好浩;Hayato Hikota,Kenzo Ibano,Heun Lee,Yoshio Ueda
• 通讯作者: Hayato Hikota,Kenzo Ibano,Heun Lee,Yoshio Ueda