異種基板上CVD合成ダイヤモンドのナノ表面・界面構造制御

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CVDダイヤモンド成長槽・表面分析超高真空槽一体型の真空装置により、成長初期のダイヤモンドの構造解析をすることによって、ダイヤモンドの大面積化・高品質化に寄与する界面構造の原子スケールでの制御に関する知見を得ることを目的に研究を行った以前の手法ではIr(001)基板上への単結晶ダイヤモンド薄膜の成長領域は約φ2mm程度であったが、今回、ダイヤモンド成長槽およびダイヤモンド核形成方法の改良を行い、10mm角のIr(001)基板全面に均一かつ高密度にエピタキシャルダイヤモンドを核形成することが可能になった。核形成処理を行った試料を、ダイヤモンド成長槽から表面分析槽に移送し,X線光電子分光法やX線光電子回折法などの表面分析手法を用いて分析した。その結果、今回の核形成手法によって堆積した炭素薄膜は、エピタキシャルダイヤモンド核と無配向炭素が混在していることがわかった。今回の手法では、エピタキシャルダイヤモンド核の割合は以前の手法に比べて半分程度であるが、φ2mm程度の領域にしか核形成できなかった以前の手法と箱rとなり、10mm角の領域に均一に核形成していることがわかった。今回得られた知見を、国外:1件(ポスター発表)、国内:3件(口頭発表:1件、ポスター発表:2件)学会発表し、様々な議論を行った。また、ダイヤモンド成長用Ir(001)基板を作製するためのIr蒸着MBE装置の開発も行った。低速電子回折やX線光電子分光法などで分析した結果、ダイヤモンド成長に十分な品質の薄膜が得られ、実際にダイヤモンドの成長を行い、その成長を確認した。