ゾルゲル法と超音波噴霧法を利用した複合材料薄膜の新規合成プロセスの開発

溶胶凝胶法和超声雾化法复合薄膜合成新工艺的开发

• 批准号: 10750507
• 负责人: 高橋 誠治
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10750507/
• 关键词: チタン酸鉛; ジルコン酸鉛; LSMCD; 複合材料; 薄膜; RTA

近年の機能の多様化に対する材料への期待から材料の複合化の研究が活発に行われている。このような複合材料をさらに薄膜化することによって、実用化あるいは新規特性の発現が行われてきている。しかし、そのような材料の主流は積層型の二次元膜を基本としている。三次元的な複合材料膜にも新たな特性を期待できるが合成方法がいまだ確立していない。本研究ではこのような膜を合成する方法としてマルチソース型のLSMCD法を提案し、装置作製、材料調整を行ってきた。今年度は主に装置改良と、それに並行して複合材料膜作製条件の検討を行った。複合材料としてジルコン酸鉛-チタン酸鉛を選択した。それぞれ、コンデンサとしての用途があるほか、反強誘電体-強誘電体という組み合わせであるので新規の強誘電特性にも期待することができる。装置はLSMCD法とほぼ同様のものとし、原料の噴霧方法は超音波によった。複合材料作製のため原料の噴霧装置を2個設置した。前駆体の乾操、分解のためUVユニットを用意した。前駆体溶液を以下のように作製した。酢酸鉛、イソプロポキシチタンもしくはブトキシジルコニウムを2-メトキシエタノールに溶解還流し、無水アルコールで希釈した。これらの溶液をそれぞれ超音波噴霧装置に注入し、噴霧した。窒素キャリアーガスで前駆体液滴をPt/Ti/SiO_2/Si基板に堆積させた。その後、有機成分を除去するため300℃で熱処理し、さらに高温でRTA処理して結晶化させた。得られた薄膜の相をXRDで同定した。600℃以上のRTA処理によりぺロブスカイト単相膜を合成できることが明らかとなった。また、得られた薄膜は固溶が進んでおり、複合化を確認することは困難であった。基板をBaPbO_3/Siとして450℃で結晶化したところジルコン酸鉛、チタン酸鉛に特徴的なX線回折ピークが現れ、ある程度複合化が可能とであることがわかった。

In recent years, the expectation of functional diversification of materials and the research of composite materials have been actively developed. The development of thin films and new characteristics of composite materials The mainstream of the material is the layer-type and the second-dimensional film is the basic one. The new properties of three-dimensional composite films are expected to be established. In this study, the method of film synthesis, device fabrication and material adjustment were proposed. This year, the main device improvement and research on the manufacturing conditions of composite films were carried out. Composite materials lead acid-lead acid For example, the use of anti-ferroelectric and ferroelectric components is expected. The device is equipped with LSMCD method and ultrasonic spray method. Composite material manufacturing and raw material spraying device has 2 settings. Before the body dry operation, decomposition and UV light source The precursor solution is prepared as follows The lead acid solution is dissolved in water, and the solvent is removed from the solution. The solution is injected and sprayed by ultrasonic spray device. The deposition of Pt/Ti/SiO_2/Si substrate was studied. After removal of organic components, heat treatment at 300℃, high temperature RTA treatment and crystallization The phase of the thin film was determined by XRD. RTA treatment above 600 ° C It is difficult to confirm the solid solution of the thin film. The substrate BaPbO_3/Si is crystallized at 450℃, and the X-ray reflection characteristic of lead carbonate and lead carbonate is present. The degree of recombination is possible.