ニッケル触媒を利用した純水ベースの超精密表面研磨手法の開発

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1年目の③新規触媒の探索，については3年目の計画にはなかったが有益なデータが取得できる見込みがあったため実験を遂行した．また本年度は2年目に作製した，紫外光照射機能付き平坦化加工装置を用いて2年目の⑥加工特性評価を昨年に引き続き実施した申請者が提案しているめっき技術を応用した触媒表面基準エッチング(CARE)法（以後，触媒活性維持手法と記す）ではNiのみならず電気化学的な析出，溶出が可能な卑な金属であれば触媒として使用が可能であること，なかでもFeはNiの2倍，従来使用していたPt触媒の20倍の加工速度を実現することを昨年度までに明らかにした．そこで本年度はFeに対して，加工速度が最大になるような析出電位，溶出電位を最適化し，それら条件を用いて石英ガラス基板を加工した．加工液には0.01 MのFeSO4水溶液を用い，析出用の下地にはAu膜を用いた．析出電位を－1.4 Vに，溶出電位を0.8 Vにし，各電位保持時間は100秒および50秒とした．1分加工で加工速度が落ち込んでいたのに対し，析出，溶出を繰り返すことで25分もの間，初速度を維持することができた．また本評価実験は触媒活性維持手法がNiに限らず，その他卑金属に対しても有用であり，高い汎用性を持つことを示唆しており，CARE法のさらなる普及へ大きく貢献できる技術であると言える．昨年度作製した基板表面に紫外光を照射しながら加工ができる紫外光照射機能付き加工装置を用いて，次世代パワー半導体材料として近年注目を浴びているGaNを加工し，その加工特性を評価した．本装置を利用することで加工速度は約50倍も向上し，加工後表面にはこれまでと遜色のない原子1層分の高さを有するステップテラス構造を確認でき，原子レベルで平滑な表面の取得も可能であることが明らかになった．