セラミック多層薄膜の高機能化とその電子状態に関する研究
研究課題情報
- 体系的番号
- JP01430015 (JGN)
- 助成事業
- 科学研究費助成事業
- 資金配分機関情報
- 日本学術振興会(JSPS)
科研費情報
- 研究課題/領域番号
- 01430015
- 研究種目
- 一般研究(A)
- 配分区分
-
- 補助金
- 審査区分/研究分野
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- 工学 > 応用化学 > 工業物理化学・複合材料
- 研究機関
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- 九州大学
- 研究期間 (年度)
- 1989 〜 1991
- 研究課題ステータス
- 完了
- 配分額*注記
- 23,800,000 円 (直接経費: 23,800,000 円)
研究概要
種々の薄膜化技術をセラミックス材料に適用しイオンプレ-ティング法、スパッタリング法、プラズマ溶射、噴霧熱分解法、スラリ-コ-ティング法、スリップキャスティング法、化学蒸着法、ゾルゲル法などの各製膜法の特徴・問題点とセラミック多層化において現れる課題を明らかにした。各製膜法での成分の均一性、製膜速度、膜の緻密性、多孔性、表面の粗さ、生成する結晶相などが大幅に異なっており最適な製膜法の選択によりこれらを制御できることを明らかにした。特にスラリ-コ-ティング法やスリップキャスティング法などの湿式法は原料粉末のサイズ、形状、濃度、添加剤、焼結法などの工夫により、高価な気相法よりはるかに良質な製膜が可能であることを明らかにした。金属アセチルアセトン錯体溶液を原料に用いた噴霧熱分解法でも1000℃の焼結温度で緻密な安定化ジルコニア膜が製作できた。イオンプレ-ティング法により耐還元性や耐酸化性に富み1000℃以上の高温に耐える厚さ1〜2μmの緻密な酸化物薄膜が製作できることがわかった。製膜過程に高温処理を伴う場合や高温中で使用する場合は膜間の固相反応が無いこと、また層同志の熱膨張率の一致さらに熱収縮率の一致などが積層構造の安定性に極めて重要であることがわかった。スパッタリング法ではスパッタガス中CH_4分圧を変えることにより透明でかつ絶縁性の高いSiC薄膜が得られ同時に光学的バンドギャップも制御できた。金属アルコキシドの加水分解法により得たコバルトポルフィリン分散シリカ膜はNOに対して選択的に吸収スペクトルが変化し、光ファイバ-端面にこの薄膜をコ-ティングすると高感度の光ファイバ-NOセンサが得られることを見出した。アルコキシド法で作製したBaーAl系酸化物の10〜20nmの細孔を有する多孔質膜は分子量の小さいH_2に大きな透過速度を示し、更に白金族金属の担持で透過能が向上することを明らかにした。
