高機能性バリウムフェライト薄膜創製における活性化酸素の結晶化温度におよぼす影響

活性氧对高功能钡铁氧体薄膜制备过程中结晶温度的影响

基本信息

批准号：
05650293
负责人：
森迫昭光
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Shinshu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

高密度垂直磁気記録媒体や高周波薄膜デバイスとして有望な六方晶バリウムフェライト薄膜の、スパッタ法による低温形成法の確立を主目的として研究を行った。具体的には低温形成に効果的な添加元素の決定ならびに放電ガスの反応性促進効果の検討を行った。添加元素としては六方晶フェライトの構成元素の一つである鉛を選んだ。他の候補としてはストロンチウムなども検討したが、安定性の問題があった。ターゲット上の鉛片の個数を変化することにより最適組成すなわち化学量論組成の薄膜を形成することができた。しかしながら、鉛の組成は薄膜形成中の酸素ガス圧ならびに基板温度に極めて敏感であり、低温度そして高い酸素分圧ほど鉛が入りやすいことが明らかになった。これまでの申請者らの研究ではバリウムフェライトの結晶化温度は約620℃程度であったが、この鉛を添加することで550℃に低下することが明らかになった。次に、本研究の主題でもある活性化酸素の効果について検討した。活性化酸素はN2Oガスとアルゴンガスの放電により形成できると考え、特に酸素原子励起種に対応した励起線に注目してプラズマ分光を行った。通常の反応性スパッタでこれまで申請者らが用いていたアルゴンと酸素の混合ガスのみのプラズマでは反応性推進種と考えられる活性化酸素に対応する励起線は観察できなかったが、N2Oガスを混合することにより波長が437nm近傍に活性化酸素に起因すると思われる微弱な励起線が観察されることが明らかになった。このN2Oガスを導入することにより、基板温度が520℃付近でも結晶性に優れたバリウムフェライト薄膜を創製できることが明らかになった。すなわちこれは活性化酸素の酸化物薄膜作成時の基板温度の低減効果と見なすことができる。今後、酸素原子の励起方法も含めて、さらに結晶化温度の低減のための研究を展開する必要がある。

研究主要是为了建立一种使用六角钡铁氧体薄膜的溅射来建立低温形成方法，该方法可以作为高密度垂直磁性记录介质和高频薄膜设备有望。具体而言，我们确定了对低温形成有效的添加元素，并检查了促进排放气体反应性的效果。作为添加元素，选择了六角铁素铁氧体的组成元素之一。其他候选人包括锶，但存在一个稳定的问题。通过改变目标上的铅碎片的数量，形成了具有最佳组成的薄膜，即形成化学计量组成。但是，铅组成在膜形成过程中对氧气压力和底物温度极为敏感，并且已经揭示了铅在氧气的较低和较高部分压力下更有可能进入。申请人先前的研究表明，铁岩的结晶温度约为620°C，但已显示铅的添加可将结晶温度降低至550°C。接下来，我们研究了这项研究的主题活性氧的作用。活性氧可以通过排放N2O气体和氩气形成，并进行血浆光谱法，尤其是对与氧原子激发物种相对应的激发线的关注。在血浆中，仅使用先前用于正常反应性溅射的申请人使用的氩气和氧混合气体，我们无法观察到与活性氧相对应的激发线，这被认为是一种反应性推进剂，但是揭示了N2O气体在弱激发线中的混合，这似乎是由激活量引起的，这似乎是由激活的氧化物所产生的。通过引入这种N2O气体，已经发现，即使在520°C左右的底物温度下，也可以产生具有出色结晶度的钡铁矿薄膜。换句话说，当产生活性氧的氧化物薄膜时，这可以认为是降低底物温度的效果。将来，有必要进一步开发研究以降低结晶温度，包括激发氧原子的方法。