超熱原子ビームによる固体表面の濡れ性制御

摘要

宇宙環境での原子状酸素と材料表面との衝突·反応現象を解析するために開発されたレーザーデトネーション型原子ビーム発生装置は、これまで不可能であった電気的に中性な原子に5～10eVの並進エネルギーを付与でき、宇宙環境模擬という本来の目的以外にもSi酸化やエッチング等に用いることが可能である[1]。本方式では、熱力学的な平衡によらずに試料表面の修飾、フッ素化·酸化を行うことが可能であり、またビームの異方性を利用して、高い空間分解能で表面改質をすることが可能であるという特徴を有する。したがって、試料表面にマスキングを施すなどの方法で、表面に選択的に親水部、疎水部を作ることができる。また、プラズマを用いた方法とは異なり、チャージアップの影響をうけないため、半導体や絶縁体材料へ適用することも可能である[2]。そこで本研究ではレーザーデトネーション型原子ビーム発生装置を用いて表面処理を行う上での基礎的データを取得するとともに、二次元パターニングの可能性について検証を行った。