空間群P213に属する貴金属アルミナイド薄膜のカイラリティ制御

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本研究では，カイラリティ選択的な合金薄膜の作製法の確立を目的として研究を進めている．このための手法として，カイラリティを持つ基板として水晶基板を選定し，水晶基板上での貴金属アルミナイドの成長様式に関して検討している．本年度は，特に貴金属アルミナイドのうち，Au4Alに着目して研究を進めた．まず，薄膜としてのAu4Al相の安定性に関して検討するために，石英ガラス基板上にAu/Al薄膜を作製し，熱処理を施すことで，相安定性に関して検討した．その結果，Au4Al相の生成には少なくとも，200 ℃以上の温度が必要なことがわかった．100 ℃以下の低い温度ではAu8Al3相およびFCC固溶体に相分離することがわかった．また，この相分離および，Au8Al3相の生成反応に関しては室温においても進むことが示唆された．すなわち，Au4Al相に関しては低温安定性が低く，室温においても年単位の時間経過によって，分解が進む可能性が示された．水晶基板上における成長に関しては，特に基板前処理方法に関して検討した．このため，フッ酸処理および真空中・大気中熱処理などに関して検討した．その結果，水晶基板上において多結晶であるものの，Au4Al相の得られる条件として，フッ酸処理後の大気中熱処理が最適である可能性が示された．ただし，より詳細なフッ酸処理におけるpH，時間および，その後の熱処理の条件に関しては未だ検討の余地がある．また，エピタキシャル成長した薄膜が得られなかった原因としては，界面エネルギーが高いことなどが可能性として挙げられる．