界面の制御による材料作製プロセス

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1.レーザーCVD法によるSiC膜の成長に対して、反応初期にのみ基板照射の効果がある。無照射では板状結晶が基板に垂直に島状に生成するが、光照射した場合には基板を覆うように層状に結晶が成長する。この効果には3.80nmより短波長の光が有効であった。GaN薄膜では気相の光励起を有効に利用して生成温度を500℃まで低下できた。今後は光励起種、基板表面での光脱離反応・核生成および表面構造を有機的に関連づけて反応を解析し、薄膜形成時の界面制御を目指す。2.アルコキシシラン溶液中でのゾルーゲル合成の初期反応を明らかにし、得られたシリカゲル体(平均細孔径160〓)の各種溶媒に対する安定性を、毛管力とゲル骨格の強さに基づいて説明した。今後は同ゲル体の加熱による弾性率の変化を調べ、界面制御について知見を得る。3.アルミナ-ニオブ系のセラミックー金属直接接合界面について、高分解能電子顕微鏡を用いてその界面構造を原子配列レベルで解析することができた。今後は、実用上重要な窒化ケイ素ーニッケル系接合界面、および高温超伝導体を取り上げ、それらの接合組織の解析を進める。4.層状ケイ酸塩層間で新しい二次元構造の水酸化銅を形成した。新たに合成したニオブの複酸化物で、インターカレーションによる混合アルカリイオン層を形成した。またβーZrClNへの水素吸蔵がNーN層間で起きることを見出し、導電性増加の機構を考察した。今後は得られた層間化合物の物性測定と、板状ZrN合成への応用を計画している。5.ミスト熱分解法により、BaーYーCuーO、およびBiーSrーCaーCuーO系超伝導薄膜を作製した。種々の製膜条件を最適化し、Tcがそれぞれ35、63Kの膜を得た。またinーsitu観察用小型STMを開発した。今後このSTMを製膜装置に組み込み、表面観察を通じて原子オーダーでの反応制御を目指す。