ダイヤモンド膜のCVD成長における核生成サイトとなる炭素質材料の探索

寻找在金刚石薄膜 CVD 生长中充当成核位点的碳质材料

• 批准号: 09243206
• 负责人: 光田 好孝
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09243206/
• 关键词: ダイヤモンド; カーボンアロイ; 核生成現象; 過飽和度; 二段階成長; 核生成サイト炭素質微細粒; ラマン散乱分光分析; 原子間力顕微鏡

熱力学的な準安定環境下でダイヤモンドがCVD法により生成することが明らかになって、約20年が経とうとしている。しかし、いまだに生成機構はほとんど解明されていない。そこで、本研究では、あらかじめ基板上へ堆積させた炭素微細粒の上にダイヤモンド微結晶を成長させ、微結晶レベルでのカーボンアロイを形成することにより、ダイヤモンド核生成を考察することを目的とした。炭素過飽和のプラズマを利用することにより、炭素質微細粒をSi基板上に高密度に形成させた。この際の炭素質微細粒の構造については明確ではないが、微細粒が形成する炭素過飽和のプラズマ中で長時間成長させた粒がglassy carbonと同定されることから、炭素質微細粒もglassy carbonと推測される。また、この炭素質微細粒上にダイヤモンドが成長することを、電界放射型走査電子顕微鏡および原子間力顕微鏡により観察し、レーザーRaman散乱分光法により成長したダイヤモンドを確認した。これにより、炭素質微細粒をダイヤモンドの核発生点として利用可能であることを明らかにした。結果として、100nm径のglassy carbonの回りに、ダイヤモンドが500nm程度成長したカーボンアロイの形成に成功したといえる。更なるダイヤモンドの核発生の精密な制御のためには、形成する炭素質微細粒の明確な構造および成長機構を明らかにすること、構造の異なる炭素質微細粒を形成しダイヤモンド核生成への影響を調べることが、今後必要である。

Thermodynamic な quasi stable environment で ダ イ ヤ モ ン ド が CVD method に よ り generated す る こ と が Ming ら か に な っ て, about 20 years が 経 と う と し て い る. The まだに まだに generating institution ほとん ほとん ほとん explains されて な な な. そ こ で, this study で は, あ ら か じ め substrate へ accumulation さ せ た carbon on the microgranular の に ダ イ ヤ モ ン ド micro crystal を growth さ せ, micro crystal レ ベ ル で の カ ー ボ ン ア ロ イ を form す る こ と に よ り, ダ イ ヤ モ ン ド nuclear generating を investigation す る こ と を purpose と し た. Carbon supersaturation <s:1> プラズ を を is formed by using する <s:1> とによ を させた and に high density に on a carbon-rich fine-grained をSi substrate to create させた. こ の interstate の carbon quality microgranular の tectonic に つ い て は clear で は な い が, microgranular が formation す る carbon supersaturation の プ ラ ズ マ で growth for a long time in さ せ た grain が glassy carbon と with fixed さ れ る こ と か ら, coal quality microgranular も glassy carbon と speculation さ れ る. ま た, こ の coal quality on the microgranular に ダ イ ヤ モ ン ド が growth す る こ と を, electricity industry radiation type walkthrough electronic 顕 micromirror お よ び interatomic force 顕 micromirror に よ り 観 し, レ ー ザ ー Raman scattered spectrometry に よ り growth し た ダ イ ヤ モ ン ド を confirm し た. こ れ に よ り, coal quality microgranular を ダ イ ヤ モ ン ド の nuclear 発 raw point と し て may use で あ る こ と を Ming ら か に し た. Results と し て, 100 nm diameter の glassy carbon の back り に, ダ イ ヤ モ ン ド が 500 nm level growth し た カ ー ボ ン ア ロ イ の form に successful し た と い え る. More な る ダ イ ヤ モ ン ド の nuclear 発 raw の precision な suppression の た め に は, forming す る carbon quality microgranular の clear な tectonic お よ び growth institutions を Ming ら か に す る こ と の different structures, な microgranular を る carbon quality forming し ダ イ ヤ モ ン ド nuclear generating へ の influence を adjustable べ る こ と が, future necessary で あ る.