化学気相析出法によるカルサイト膜の合成と光学的性質

化学气相沉积法合成方解石薄膜及其光学性能

• 批准号: 05855094
• 负责人: 山根 久典
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: Tohoku 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: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05855094/
• 关键词: 化学気相析出法; CaCO_3; 炭酸ガス分圧; 光透過率; 薄膜; 屈折率; 結晶配向; beta-nケトン金属錯体

カルサイト(CaCO_3)は、その大きな光学的異方性により偏光子などの光学材料に用いられているが、バルク単結晶に関する研究がほとんどで、薄膜の作製やその光学的性質に関する研究はほとんど行われていない。本研究では、化学気相析出(CVD)法によるカルサイト膜の合成を試み、結晶配向性の有無や、得られた膜の光学的性質を調べた。原料として、Caのbeta-金属錯体(Ca(C_<11>H_<19>O_2)_2:Ca(DPM)_2)を用いた。180〜240℃に加熱しガス化した原料を、Arをキャリヤ-ガスに用いて炉内に導入した。また、別経路で10%CO_2-90%O_22混合ガスを導入した。全ガス圧力を10Torrとした。合成時のCO_2分圧は0.8Torrであった。基板には、透明石英ガラスとサファイア(01)を用いた。表面段差圧を用いて膜圧を測定した。膜の結晶構造をX線回折法で調べ、可紫外分光光度形を用いて光透過率を測定した。Ca(DPM)_2)のガス化温度が200℃以上で、膜の析出が認められた。成膜速度は、Ca(DPM)_2)の温度が230℃のとき9nm/min、240℃で24nm/minであった。基板温度が500〜550℃では、無配向または、(104)が基板面に垂直に配向したCaCO_3膜が得られた。600℃では、CaOとCaCO_3の二相となった。この条件は、CO_2分圧0.8TorrでCaCO_3の炭酸解離平衡条件とほぼ一致した。石英基板上に作製した膜は白濁しており、この原因として石英ガラス基板へのCaの拡散や反応が考えられた。サファイア基板上に550℃で作製された厚さ0.52mumの膜は、800〜2500nmの波長範囲でほぼ100%の光透過率を示した。また、この波長範囲における屈折率は約1.59で、CaCO_3単結晶の屈折率の平均1.57とほぼ一致した。

CaCO_3 is an optical material with large optical anisotropy. It is used in optical materials. It is used in optical materials. In this paper, we study the synthesis, crystal orientation and optical properties of the thin films prepared by chemical vapor deposition (CVD). Ca(C_<11>H_<19>O_2)_2:Ca(DPM)_2 was used as the starting material. Heating at 180 ~ 240℃ to melt the raw materials, Ar and other gases A mixture of 10%CO_2-90%O_22 was introduced into the reactor. The total pressure is 10Torr. CO_2 partial pressure is 0.8Torr during synthesis. The substrate is transparent quartz. Surface segment pressure measurement The crystalline structure of the film can be modulated by X-ray reflection, and the transmittance can be measured by ultraviolet spectrophotometry. The decomposition temperature of Ca(DPM)_2) is above 200℃, and the precipitation of the film is very serious. The film forming rate and Ca(DPM) 2 temperature were 230℃ and 240℃, respectively. The substrate temperature ranges from 500 ℃ to 550℃, and the CaCO_3 film is obtained by the vertical alignment of the substrate surface. At 600℃, CaO and CaCO_3 are two phases. The equilibrium conditions of CaCO_3 and CaCO_3 are consistent with CO_2 partial pressure of 0.8Torr. The reason why the film is made on the quartz substrate is white and the Ca is scattered on the quartz substrate is examined. The film thickness is 0.52 mum and the optical transmittance is 100% in the wavelength range of 800 ~ 2500nm. The refractive index of CaCO_3 crystals is about 1.59 and the refractive index of CaCO_3 crystals is 1.57 on average.