機能性酸化物単結晶育成用坩堝の低コスト・高強度化を達成するIr-Mo傾斜膜の開発

本研究では、熱CVD法によりMo基材上へのIr-Mo傾斜膜の成膜を行い、得られるIr-Mo膜の膜厚や組織・微細構造と機械的強度の関係性を見出し、高温環境下でも剥離することのないIr-Mo傾斜膜の実現可能性を明らかにすることを１つ目の目的とし、さらに実際にMo坩堝へIr-Mo傾斜膜を成膜し、中に酸化物原料を入れ、高周波誘導加熱法により溶融させることで、化学的安定性、また実用性を実証することを２つ目の目的としている。令和4年度は、1.小型熱CVDによる成膜条件最適化、2.大型CVD立ち上げ、3.膜構造・組織評価条件出し、4.機械的強度評価条件出しを計画し、研究を進めた。1.成膜条件最適化に関しては、Iridium (III) acetylacetonate (分子式：C15H21IrO6)を用いたMo基材上へのCVD成膜実験を行い、Ir膜の成膜条件検討を進めた。キャリアガスの種類（Ar、H2）および流量、圧力、基材の温度の最適化を行うことで、Ir-Mo傾斜膜が得られた。2.大型CVD装置立ち上げに関しては、高効率な成膜を行うために加熱方式を高周波誘導加熱としたCVD装置の検討を進め、シミュレーションをもとにしたコイル・炉構造の検討を行い、Mo基材の温度：1500℃程度の高温下でも成膜が可能となった。3.構造・組織評価については、イオンミリングによる膜断面のSEMおよびEBSD観察の条件検討を進めた。4.機械的強度評価に関しては、スタッド・プルを用いた評価系の検討を進めた。令和5年度は、大型CVD装置を含めて、Ir成膜条件の最適化を進め、膜構造および機械的強度の本格的な評価を進め、成膜条件へのフィードバックを行う予定である。

本研究では、熱CVD法によりMo基材上へのIr-Mo傾斜膜の成膜を行い、得られるIr-Mo膜の膜厚や組織・微細構造と機械的強度の関係性を見出し、高温環境下でも剥離することのないIr-Mo傾斜膜の実現可能性を明らかにすることを１つ目の目的とし、さらに実際にMo坩堝へIr-Mo傾斜膜を成膜し、中に酸化物原料を入れ、高周波誘導加熱法により溶融させることで、化学的安定性、また実用性を実証することを２つ目の目的としている。令和4年度は、1.小型熱CVDによる成膜条件最適化、2.大型CVD立ち上げ、3.膜構造・組織評価条件出し、4.機械的強度評価条件出しを計画し、研究を進めた。1.成膜条件最適化に関しては、Iridium (III) acetylacetonate (分子式：C15H21IrO6)を用いたMo基材上へのCVD成膜実験を行い、Ir膜の成膜条件検討を進めた。キャリアガスの種類（Ar、H2）および流量、圧力、基材の温度の最適化を行うことで、Ir-Mo傾斜膜が得られた。2.大型CVD装置立ち上げに関しては、高効率な成膜を行うために加熱方式を高周波誘導加熱としたCVD装置の検討を進め、シミュレーションをもとにしたコイル・炉構造の検討を行い、Mo基材の温度：1500℃程度の高温下でも成膜が可能となった。3.構造・組織評価については、イオンミリングによる膜断面のSEMおよびEBSD観察の条件検討を進めた。4.機械的強度評価に関しては、スタッド・プルを用いた評価系の検討を進めた。令和5年度は、大型CVD装置を含めて、Ir成膜条件の最適化を進め、膜構造および機械的強度の本格的な評価を進め、成膜条件へのフィードバックを行う予定である。