シングルパルスカーボンイオン照射を用いた新炭素同素体Qカーボン薄膜の創製

利用单脉冲碳离子辐照制备新型碳同素异形体Q碳薄膜

• 批准号: 21K13908
• 负责人: 針谷 達
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 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-21K13908/
• 关键词: フィルタードパルスアークプラズマ; RFプラズマCVD; Qカーボン; アモルファスカーボン; 機能性薄膜; DLC最表面層; プラズマCVD; カーボンイオン照射

Qカーボンは，強磁性を示す超硬質アモルファスカーボンである。しかし，ナノパルスレーザーアブレーション法を用いた合成例しか報告がなく，レーザー照射面に対し部分的に得られるのみである。本研究では，プラズマ成膜プロセスにおいて，堆積膜最表面層の温度条件を制御することで，薄膜状のQカーボンを創製し，プラズマプロセスによるQカーボン合成条件を明らかにする。Qカーボンは，従来材料以上の高機能表面保護膜や，磁気抵抗ランダムアクセスメモリなどの次世代デバイス材料になり得る可能性を持っており，薄膜化によって，これらQカーボン応用の劇的な進展が期待できる。2022年度では，前年度に設計した装置の構築および動作試験を実施した。既存の自己電流型フィルタードパルスアークプラズマ成膜装置をベースとし，基板ステージ側にRFプラズマを生成可能な構造とした。既存アークプラズマ成膜装置の故障箇所を改善し，動作試験としてテトラヘドラルアモルファスカーボン膜の形成を試みた。カーボンターゲットを用いて，パルス幅5ms，放電回数8500回の条件にて，Si基板上に膜厚20nmのカーボン膜が得られた。作製したカーボン膜のX線反射率測定から得られた膜密度は3.14g/cm3であった。作製したカーボン膜が高い膜密度を示したことから，テトラヘドラルアモルファスカーボン膜を形成できたと考えられる。基板ステージ側のRFプラズマ源においては，マッチング回路の調整が必要となった。回路の再調整後，あらためて動作試験を実施する予定である。

Q. Ferromagnetic properties. For example, if you want to use the method, you can use the method to report to the reporter. In this study, the temperature conditions of the outermost surface layer of the deposited film were controlled, and the film-like Q-ray was created. Q: It is expected that the high-function surface protective film for the next generation of materials will continue to be available for the next generation of materials with magnetic resistance, thin film, and rapid progress in the use of Q: In 2022, the design and construction of the device and the operation test were carried out in the previous year. The existing current-type RF amplifier film forming device is now available, and the RF amplifier on the substrate side is now possible. The failure of the existing film forming apparatus is improved by the operation test. The film thickness of 20nm on the Si substrate was obtained under the condition that the amplitude of the film was 5ms and the number of cycles was 8500 The X-ray reflectivity of the film was measured and the film density was 3.14 g/cm3. The film density is high, and the film density is high. The RF source of the substrate is necessary to adjust the circuit. After the loop is readjusted, the action is tried and implemented.