レーザ超音波の新展開：共鳴超音波スペクトロスコピー／レーザ法を利用したダイヤモンド膜の弾性スティフネス測定

摘要

多結晶ダイヤモンド膜は、切削工具、耐磨耗部品、SAW （Surface Acoustic Wave：表面弾性波）フィルタとして利用されている。 SAWフィルタでは、弾性的性質（弾性率、音速）の評価は本質的に不可欠である。 また、切削工具や耐摩耗部品では、変形および損傷（膜損傷、はく離損傷）が問題となり、安全で信頼性の高い製品を設計するためには、弾性的性質を十分に把握することが重要である。 弾性率は原子間や結晶粒間の結合力を反映している。 多結晶ダイヤモンド膜の弾性率は非ダイヤモンド成分（グラファイト相、アモルファス相）や構造欠陥の存在によってバルク（単結晶）のそれと異なり、結晶粒径や結晶粒界の構造によって変化することが予想される。本研究では、Ogiらによって開発された共鳴超音波スペクトロスコピー／レーザ法を用いて、結晶粒径と膜厚が異なるダイヤモンド膜の弾性スティフネスを測定し、膜の微細構造、特に結晶粒界構造と弾性スティフネスの関連を明らかにすることを目的とした。