カーボンナノチューブ含有複合めっきの合成と微小荷重領域における接触電気抵抗測定

摘要

今日，無線·通信機器の小型化·低省電力化に伴い，Radio Frequency-Micro Electro Mechanical Systems（RF-MEMS）スイッチ（微小サイズの高周波スイッチ）が研究·開発されている．また，現在用いられている半導体スイッチでは，3~5GHzの高周波帯域での利用には性能が不十分である．そのため，物理的に接点を切り替えるので，半導体スイッチよりも高周波帯域で高性能を示すRF-MEMSスイッチが必須である．しかしながら，物理的な接点を持つためその部分に耐久性の問題があり，また微小荷重領域においては凝着力も問題となる．カーボンナノチューブ（Carbon nanotube，CNT）はグラファイト層が，直径が数nm，長さが数μmのチューブ状の構造となったもので，耐摩耗性に優れ，電気抵抗値が低い．CNTをシリコン基板上などに多数成長させたものをCNT薄膜と称しており，μN荷重領域において他の物質にない大変低い凝着力を示す．これらの性質はRF-MEMSスイッチにおいて非常に有用である．しかしながら，CNT薄膜は接触電気抵抗値が高く，RF-MEMSスイッチとして用いるためにはこの高い接触電気抵抗値を減少させる必要がある．そのため，CNT薄膜に金属を蒸着させ，接触電気抵抗値を下げることが試みられているが，十分な膜厚を蒸着だけで達成するのは困難である．厚膜を施す方法として電気めっきが一般的であるが，CNT薄膜は撥水性が非常に高くめっき液に濡れず，また接触電気抵抗値が高いので通電させることが困難である．そこで，本研究ではCNT薄膜に電気めっきを行う方法として，一度CNT薄膜に金を真空蒸着して，濡れ性と通電性を高め，それから電気めっきを施すことで接触電気抵抗を低減させる方法について研究を行った．