室温原子層堆積法による複合酸化物超格子ガスバリア膜の創生

室温原子层沉积法制备复合氧化物超晶格阻气薄膜

基本信息

批准号：
20J10869
负责人：
吉田一樹
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Yamagata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J10869/
关键词：
酸化膜原子層堆積ガスバリア表面反応

项目摘要

原子層堆積法を用いて樹脂フィルム上に金属酸化物ナノ薄膜を積層し、膜厚100nm程度で優れたガスバリア性を示す膜構造の抽出に取り組んだ。今年度の取り組みとして、メインガスバリア層、バッファ層、表面保護層という目的の異なる三つを組み合わせた複合膜を作成した。また基板の違いによるガスバリア性能への影響を調査するために厚みの異なる基板や、ALD実施前に表面処理を施した基板を使用してガスバリア性能を評価した。メインガスバリアをアルミナ、バッファ層をTiO2、表面保護層をZnOとして厚さ0.25mmのPENフィルム上に多層積層膜を形成したところ、全体膜厚が100nmほどであるにもかかわらず水蒸気透過率2.5×10-4 g/ m2/ dayが得られた。この成果については令和4年3月に電子情報通信学会CPM研究会にて発表した。室温ALDにおける表面反応メカニズム解明のために昨年度から引き続き水晶振動子マイクロバランス法を用いてALD中の質量変化を測定し、Nb2O5およびFe2O3成膜時の表面反応解析を行った。Nb2O5の表面反応解析結果は国際会議Atomic Layer Deposition 2021にて公開し、Fe2O3の室温ALDについてはJournal of Vacuum Science and Technology A誌にて論文公開されている。昨年度得られた積層によるバリア性能向上については、最適な積層数と膜厚を見積もるためにアルミニウム薄膜上に積層数の異なる積層酸化膜を形成して、塩酸に対する耐腐食性を観察することで簡易にバリア性能を評価した。積層数の増加はバリア改善効果を示したが一定数を超えたところで飽和する傾向がみられ、バリア性能改善に向けた知見が得られた。積層数と各層の膜厚を調整することによって更なるガスバリア性能の向上が可能であると考えられる。

金属氧化物纳米薄膜使用原子层沉积法在树脂膜上层压，并以约100 nm的厚度提取出出色的气势屏障性能的膜结构。作为今年倡议的一部分，我们创建了一个结合了三个不同目的的复合膜：主气壁层，缓冲层和表面保护层。此外，为了研究底物差异对气体屏障性能的影响，使用在ALD之前已经表面处理的厚度和底物不同的底物评估气体屏障性能。当在厚度为0.25毫米的笔膜上形成多层层压膜时，主气势屏障为氧化铝，缓冲层为TiO2，表面保护层为ZnO，并且尽管获得了2.5×10-4 g/m2/M2/M2/M2/M2/M2/M2的水蒸气层，尽管总厚度约为100 nm。该结果于2022年3月在电子，信息和通信工程师研究所的CPM研究小组中介绍。为了阐明室温ALD处的表面反应机制，我们继续使用石英晶体微量平衡方法来测量ALD的质量变化，并且在NB2O5和FE2O3和FE2O3膜形成过程中进行了表面反应分析。 The results of the surface reaction analysis of Nb2O5 were published at the International Conference Atomic Layer Deposition 2021, and the room temperature ALD of Fe2O3 has been published in the Journal of Vacuum Science and Technology A. Regarding the improvement of barrier performance through lamination obtained last year, in order to estimate the optimum number of layers and thickness, laminated oxide films with different numbers of layers were formed on the aluminum thin film, and corrosion观察到对盐酸的耐药性，从而简单地评估了屏障性能。堆栈数量的增加显示出改善障碍物的作用，但是当数量超过一定数量时，趋势却饱和，并且获得了提高屏障性能的知识。据信，通过调整各层的层和厚度，可以进一步改善气体屏障性能。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Surface reaction of Nb2O5 RT-ALD explained by using quartz crystal microbalance measurements

使用石英晶体微天平测量解释 Nb2O5 RT-ALD 的表面反应

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
K. Yoshida;K. Saito;M. Miura;K. Kanomata;B. Ahmmad;S. Kubota;F. Hirose
通讯作者：
F. Hirose

Nanothick TiO2 Channel Thin Film Transistors for UV and Gas Sensing

DOI：
10.1149/2162-8777/ac04fa
发表时间：
2021-06
期刊：
ECS Journal of Solid State Science and Technology
影响因子：
2.2
作者：
Keito Sogai;K. Saito;K. Yoshida;M. Miura;K. Kanomata;B. Ahmmad;S. Kubota;F. Hirose
通讯作者：
Keito Sogai;K. Saito;K. Yoshida;M. Miura;K. Kanomata;B. Ahmmad;S. Kubota;F. Hirose

Crystallized ZnO Room-Temperature Atomic Layer Deposition and its Application

晶化ZnO室温原子层沉积及其应用

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
*K. Yoshida;K. Saito;M. Miura;K. Kanomata;B. Ahmmad;S. Kubota;F. Hirose
通讯作者：
F. Hirose

Room-temperature atomic layer deposition of iron oxide using plasma excited humidified argon

使用等离子体激发湿氩进行氧化铁的室温原子层沉积

DOI：
10.1116/6.0001622
发表时间：
2022
期刊：
Journal of Vacuum Science & Technology A
影响因子：
0
作者：
Yoshida Kazuki;Nagata Issei;Saito Kentaro;Miura Masanori;Kanomata Kensaku;Ahmmad Bashir;Kubota Shigeru;Hirose Fumihiko
通讯作者：
Hirose Fumihiko

金属酸化物薄膜の製造方法および装置

金属氧化物薄膜的制备方法及装置