交差電磁界制御型パルスレーザデポジション法による大面積均一薄膜の作製

交叉电磁场控制脉冲激光沉积法制备大面积均匀薄膜

• 批准号: 12792002
• 负责人: 川崎 仁晴
• 金额: $ 2.88万
• 依托单位: Sasebo National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for University and Society Collaboration
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12792002/
• 关键词: パルスレーザデポジション法; 外部電磁界; 変調電磁界; 微粒子; クラスター; ドロップレット

本研究は,アブレーションプルーム中微粒子の外部電磁界による発生・成長・挙動の制御を目的としている。昨年度までに、以下のことを明らかにし、大まかなPLDプロセスの制御が可能であること明らかにした。1)磁界を用いたパルスレーザデポジション(PLD)法により,プラズマプルームが変化すること。2)それによってドロップレットの減少が可能であること。3)3インチ以上の大面積基板上に、不均一度2%以下の均一な薄膜が作製可能であること。本年度は、この方法の精度を向上させるため、パルスレーザデポジション法中のプラズマプルームの観測、及び発生した微粒子の挙動を観測した。また、ドロップレット、およびそのもととなるターゲットから飛び出した微粒子の帯電量変化と挙動と、プラズマ中で帯電した微粒子のシース通過中の帯電量変化を軌道制限理論を用いた計算によって検討した。その結果、以下のことが明らかになった。1)飛び出した微粒子は、そのサイズが大きいほど、壁電位がより負であるほど、シースを通過するには大きい初期運動エネルギーが必要である。2)プラズマ中での微粒子の帯電量を、微粒子をプラズマ外に取り出して測定する場合、準中性領域とイオンシース領域において帯電量は大きく変化する。また、これらの結果を用いて、様々な高品質薄膜の作製を行い、以下のことを明らかにした。1)H_2やCH_4などの可燃性ガスセンサに用いられるSnO_2薄膜やNOxガスセンサーとして注目されているWO_3薄膜の作製を試みた。この結果、PLD法により高い結晶性を持つ薄膜ガスセンサの作製に成功した。これを用いたセンサーの感度は十分に大きく、ガスセンサーとして十分利用できることがわかった。2)光触媒として用いられる2酸化チタン(TiO_2)薄膜の作製を試みた。この結果、PLD法によりアナターゼ型TiO_2薄膜の作製が可能であり光触媒反応による脱色が可能であることが判った。

The purpose of this study is to investigate the generation, growth and control of particles in the external electromagnetic field. Last year, the following is a list of possible ways to control PLD. 1)The magnetic field is used in the field of magnetic resonance imaging. 2) Reduce the possibility of a change. 3) Uniform thin films with a nonuniformity of 2% or less can be produced on large area substrates with a nonuniformity of 3% or more. This year, the accuracy of this method has been improved, and the detection of particle motion in the detection method has been improved. The theory of electric charge transformation and orbital restriction in the process of particle transport is discussed. The results are as follows: 1)The particles fly out and the wall potential is negative. The initial motion is necessary. 2) The electric quantity of the particles in the medium and the particles in the medium are extracted from the medium and measured in the quasi-neutral field and the quasi-neutral field. Moreover, the results of these studies have been used to make high-quality films, and the following will be made clear. 1) The flammability of H_2 and CH_4 was studied by using SnO_2 thin film and NOx thin film. As a result, PLD method was successful in the preparation of thin films with high crystallinity. The sensitivity of this service is very high. 2)The preparation of TiO_2 thin films by photocatalysts was studied. As a result, PLD method can be used to fabricate TiO_2 thin films.

项目成果

Yoshiyuki Suda: "Properties of Palladium Doped Tin Oxide Thin Films for Gas Sensors Grown by PLD Method Conbined with Sputtering"Proc. 9th International Conference on Plasma Surface Engineering. 9巻. 402-402 (2002)

Yoshiyuki Suda：“用于通过 PLD 方法结合溅射生长的气体传感器的钯掺杂氧化锡薄膜的特性”Proc。第九届国际等离子体表面工程会议，卷 9. 402-402 (2002)。

Hiroharu Kawasaki: "Tantalum nitride thin films synthesized by pulsed Nd : YAG laser deposition method"Mater. Res. Soc.. 617号. J3.22.1-J3.22.5 (2001)

Hiroharu Kawasaki：“通过脉冲 Nd : YAG 激光沉积方法合成氮化钽薄膜”，Mater.. No. 617. J3.22.1-J3.22.5 (2001)

Yoshiaki Suda: "Formation and properties of carbon nitride thin films by pulsed Nd : YAG laser deposition"Jpn. J. Appl. Phys.. 40巻. 1061-1063 (2001)

Yoshiaki Suda：“脉冲Nd：YAG激光沉积的氮化碳薄膜的形成和特性”J.Appl. 40. 1061-1063 (2001)

Kazuya DOI: "Preparation of Crystalline Chromium Carbide Thin Films Synthesized by Pulsed Nd : YAG Laser Deposition"Jpn.J.Appl.Phys.. (印刷中).

Kazuya DOI：“脉冲 Nd 合成的结晶碳化铬薄膜的制备：YAG 激光沉积”Jpn.J.Appl.Phys..（印刷中）。

Hiroharu Kawasaki: "Development of New Preparation System for Highly Sensitive Flammable Gas Sensor"Jpn. J. Appl. Phys.. 41巻,8号. 5390-5391 (2002)

Hiroharu Kawasaki：“高灵敏度易燃气体传感器的新型制备系统的开发”J. Appl.. Vol. 41，No. 8. 5390-5391 (2002)