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レーザーアブレーションによるダイヤモンド薄膜のホモエピタキシャルおよびヘテロ成長

激光烧蚀金刚石薄膜的同质外延和异质外延生长

基本信息

批准号：
13750015
负责人：
吉武剛
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

現在ダイヤモンド薄膜は様々な方法で作製されているが、そのほとんどが化学気相成長法(CVD法)によるものである。しかし化学気相成長法では700℃以上の基板温度が必要なこと、生成膜に水素が残留するなどの課題を抱えている。そこで本研究では高純度な膜を低温で作製可能な方法として着目されているレーザーアブレーション(PLD)法によりダイヤモンド薄膜の作製を試みた。ダイヤモンドの成長は核発生と膜成長から成る。化学気相成長法では膜成長条件はすでに明らかにされ、現在はヘテロ成長を実現するために核発生条件が様々な方法を用いることにより盛んに研究されている。一方、PLD法ではまだどちらも解明されていない。そこで我々はまず、膜成長条件の解明、すなわちホモエピタキシャル成長を最初に行った。酸素雰囲気中におけるグラファイトターゲットを用いたレーザーアブレーション法によりホモエピタキシャル成長の条件をほぼ明らかにした。様々な膜作製制御パラメータに対する膜成長の変化から、レーザーアブレーション法におけるダイヤモンド薄膜成長メカニズムについてなど、以下に示す多くの知見が得られた。(1)レーザーパルスの繰り返し周波数がダイヤモンド薄膜成長に及ぼす影響を調べ、膜成長モデルを提案した。(2)様々なダイヤモンド配向基板への膜作成を試み、各々の配向基板についての膜成長機構を明らかにした。(3)ダイヤモンドパウダーをシーディングしたSi、Sic基板に対して、ダイヤモンド結晶が多数析出したアモルファスカーボンとの混相膜が得られるようになった。ヘテロ成長への第一歩である。

Now the film is prepared by chemical vapor deposition (CVD) method. In the chemical phase growth method, the substrate temperature of 700℃ or more is necessary, and the residual water in the film is required. In this paper, we try to make high purity films by using PLD method. The growth of nuclear and membrane is the most important factor in the development of nuclear and membrane. The chemical phase growth method has been studied for the film growth conditions and the nuclear generation conditions. A party, PLD method is not to be divided into two parts. The conditions for membrane growth are explained and the initial growth is carried out. The conditions for growth of acid in the medium and the medium are clearly defined. The following is a summary of the results obtained from the film growth process. (1)The number of cycles in the film growth and the influence of the temperature on the film growth are discussed. (2)The film formation test of the alignment substrate and the film growth mechanism of each alignment substrate are clearly described. (3)Si and SiC substrates are separated into a plurality of phases. The first step in the development of the company.