パルスエネルギを利用した気相合成法によるナノ粒子分散薄膜の形成

摘要

粒子分散薄膜とは母相薄膜中に微小な粒子を複合させた薄膜で, 導電性や磁性など母相材料が本来有していない新しい特性を有し, 多機能な薄膜材料を実現することが可能である. また, 粒子分散薄膜では膜の構造によって機械的特性が変化するため, 複合させる粒子の粒径等を制御することで, 要求される機械的特性に近づけることができる．これまでに種々の粒子分散薄膜の成膜プロセスが報告されており, 気相合成法では多くがスパッタリング法を用いている。しかし, ナノ粒子を複合させる場合, 粒径等を制御するためには, 蒸着量をパルスで制御できるパルス真空アーク蒸着法やパルスレーザ蒸着法が成膜法として有望である．本研究では, パルス真空アーク蒸着法とパルスレーザ蒸着法を組み合わせたナノ粒子分散薄膜の成膜法を提案し, これにより得られた薄膜の構造について検討した．ナノ粒子分散薄膜の母相として, 機械的特性や化学的特性に優れたアモルファスカーボン(a-C)を選択し, 複合粒子にはアルミニウムを用いた．