パルスレーザー堆積法による炭窒化ホウ素薄膜の合成とその構造・物性の系統的研究

脉冲激光沉积法合成碳氮化硼薄膜及其结构和物理性能的系统研究

• 批准号: 12750744
• 负责人: 青井 芳史
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Ryukoku University
• 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: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750744/
• 关键词: パルスレーザー堆積法; 薄膜; 炭窒化ホウ素; 窒化炭素

本研究では、パルスレーザー堆積(PLD)法により、炭素系薄膜材料である炭窒化ホウ素および窒化炭素薄膜の合成を行い、その構造ならびに物性の系統的な解明を目的に研究を実施した。以下に、本研究の実績について概要を記す。炭窒化ホウ素薄膜(B-C-N)薄膜の合成と評価炭窒化ホウ素薄膜の合成は、ターゲットに窒化ホウ素(h-BN)、グラファイトの2つのターゲットを用い、窒素ラジカル照射下で行った。成膜中のラジカル源作動時の窒素ガス圧を変化させることにょりホウ素(B)、炭素(C)、窒素(N)の組成を連続的に制御した薄膜が得られた。得られた薄膜のX線光電子スペクトルおよび赤外吸収スペクトルによる解析より、薄膜は窒化ホウ素とグラファイトの単なる混合物ではなく、ホウ素(B)、炭素(C)、窒素(N)がそれぞれに結合を有しており、原子オーダーで混合した薄膜であることを明らかにした。また、炭化ホウ素(B_4C)をターゲットとして用い、窒素ラジカルビーム照射下での炭窒化ホウ素薄膜の合成も試み、同様にホウ素(B)、炭素(C)、窒素(N)がそれぞれに結合を有しており、原子オーダーで混合した薄膜を得ることができた。窒化炭素(CN_x)薄膜の合成と評価パルスレーザー堆積法による窒化炭素薄膜の合成はターゲット材料としてグラファイトを用い、窒素ガス雰囲気下あるいは窒素ラジカルビーム照射下で行った。成膜時の窒素ガス圧、および、ラジカル源作動条件を変えることに、より窒素含有量の異なる薄膜を得ることができた。薄膜構造の詳細な検討より、薄膜中の窒素原子の結合様式は主に窒素含有量に依存しており、窒素含有量の低い薄膜においては薄膜中の窒素原子はグラファイトの炭素に置換して存在することを明らかにした。また、薄膜中の窒素含有量の異なる薄膜を作製することにより薄膜の硬度、内部応力、電気伝導度、光学的バンドギャップが連続的に変化することを見出し、薄膜構造と物性との相関を明らかにした。

In this study, we studied the synthesis of carbon asphyxiated carbon thin films by PLD, carbon asphyxiated carbon thin films, carbon asphyxiated carbon films and carbon thin films. The following is a summary of the summary records of this study. Carbon asphyxiated thin film (B-C-N) thin film synthesis, carbon asphyxiation, carbon asphyxiation, carbon asphyxiation, During the formation of the film, the asphyxiant was used to make the film which was linked by asphyxiant (B), carbon (C) and asphyxiate (N). The thin film is characterized by X-ray photoelectron spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy. The thin film of carbon asphyxiation was synthesized under the irradiation of carbon asphyxiator (B), carbon (C) and asphyxiate (N). The thin film was obtained by combining the thin film of carbon asphyxiation (B), carbon (C) and asphyxiate (N). Asphyxiated carbon (CN_x) film: synthesis of asphyxiated carbon film, asphyxiated carbon film, asphyxiated carbon film and asphyxiated carbon film. During the formation of the film, the operation conditions of asphyxiant, asphyxiate, asphyxium, asphyxiate, asphyxium, asphyxium The content of asphyxiate in the film is dependent on the concentration of asphyxiate in the thin film, and the content of asphyxiate in the thin film is low. The content of asphyxiate in the thin film is low. The content of asphyxiant in the film, the content of asphyxium in the film, the thin film is used to test the hardness, internal force, electrical temperature of the thin film, the temperature and temperature of the optical contact of the thin film, and the physical properties of the thin film are different from each other.

项目成果

Y.Aoi: "Synthesis of crystalline carbon nitride thin films by electron cyclotron resonance (ECR) sputtering method"New Diamond and Frontier Carbon Technology. 10・4. 213-223 (2000)

Y. Aoi：“通过电子回旋共振（ECR）溅射法合成结晶氮化碳薄膜”新金刚石和前沿碳技术10・4（2000）。

桜田 国士: "パルスレーザー堆積法により合成した非晶質窒化炭素薄膜の構造"真空. 44・3. 175-178 (2001)

樱田邦夫：“脉冲激光沉积法合成的非晶氮化碳薄膜的结构”真空44・3。

Y.Aoi: "Effects of heat treatment on structure of amorphous CNx thin films by pulsed laser deposition"Thin Solid Films. 389・1-2. 62-67 (2001)

Y.Aoi：“脉冲激光沉积对非晶 CNx 薄膜结构的影响”Thin Solid Films 389・1-67 (2001)。

Y.Aoi: "Effects of heat treatment on structure of amorphous CN_x thin films by pulsed laser deposition"Thin Solid Films. (掲載予定).

Y.Aoi：“热处理对脉冲激光沉积非晶 CN_x 薄膜结构的影响”Thin Solid Films（即将出版）。

Y.Aoi: "Structural characterization of amorphous carbon nitride thin films prepared by pulsed laser deposition"Key Engineering Materials. 206-213. 531-534 (2001)

Y.Aoi：“脉冲激光沉积制备的非晶氮化碳薄膜的结构表征”关键工程材料。