ニッケル触媒を利用した純水ベースの超精密表面研磨手法の開発

基于镍催化剂的纯水超精密表面抛光方法的开发

基本信息

批准号：
18J20252
负责人：
藤大雪
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

1年目の③新規触媒の探索，については3年目の計画にはなかったが有益なデータが取得できる見込みがあったため実験を遂行した．また本年度は2年目に作製した，紫外光照射機能付き平坦化加工装置を用いて2年目の⑥加工特性評価を昨年に引き続き実施した申請者が提案しているめっき技術を応用した触媒表面基準エッチング(CARE)法（以後，触媒活性維持手法と記す）ではNiのみならず電気化学的な析出，溶出が可能な卑な金属であれば触媒として使用が可能であること，なかでもFeはNiの2倍，従来使用していたPt触媒の20倍の加工速度を実現することを昨年度までに明らかにした．そこで本年度はFeに対して，加工速度が最大になるような析出電位，溶出電位を最適化し，それら条件を用いて石英ガラス基板を加工した．加工液には0.01 MのFeSO4水溶液を用い，析出用の下地にはAu膜を用いた．析出電位を－1.4 Vに，溶出電位を0.8 Vにし，各電位保持時間は100秒および50秒とした．1分加工で加工速度が落ち込んでいたのに対し，析出，溶出を繰り返すことで25分もの間，初速度を維持することができた．また本評価実験は触媒活性維持手法がNiに限らず，その他卑金属に対しても有用であり，高い汎用性を持つことを示唆しており，CARE法のさらなる普及へ大きく貢献できる技術であると言える．昨年度作製した基板表面に紫外光を照射しながら加工ができる紫外光照射機能付き加工装置を用いて，次世代パワー半導体材料として近年注目を浴びているGaNを加工し，その加工特性を評価した．本装置を利用することで加工速度は約50倍も向上し，加工後表面にはこれまでと遜色のない原子1層分の高さを有するステップテラス構造を確認でき，原子レベルで平滑な表面の取得も可能であることが明らかになった．

③ 虽然第一年寻找新的催化剂并不是第三年计划的一部分，但我们还是进行了实验，因为有希望获得有用的数据。另外，今年，使用第二年制造的具有紫外线照射功能的平坦加工装置进行了第二年的加工特性评价。继去年之后，使用提出的电镀技术对催化剂表面进行了涂覆参考蚀刻（CARE）法（以下简称催化剂活性维持法）在该方法中，不仅可以使用Ni，还可以使用任何能够电化学沉积和洗脱的贱金属作为催化剂，其中Fe是Ni的两倍，并且可以使用常规使用的Pt催化剂。据透露，截至去年，加工速度比前一年快了20倍。因此，今年，我们优化了 Fe 的沉积电位和洗脱电位，以最大限度地提高处理速度，并使用这些条件来处理石英玻璃基板。使用0.01M FeSO4水溶液作为处理液，使用Au膜作为沉淀基板。沉积电位为-1.4V，洗脱电位为0.8V，各电位的保持时间为100秒和50秒。虽然加工1分钟后加工速度有所下降，但通过重复沉淀和洗脱，可以维持初始速度25分钟。另外，本评价实验表明，催化剂活性维持方法不仅适用于Ni，也适用于其他贱金属，具有较高的通用性，可以说是一项对CARE方法的进一步普及做出巨大贡献的技术。它。使用去年制造的可一边对基板表面照射紫外线一边进行加工的带紫外线照射功能的加工装置，对近年来作为新一代功率半导体材料而备受瞩目的GaN进行了加工，并评价了其性能。加工特点。利用该设备，加工速度提高了约50倍，加工后表面可确认一个原子层高度的阶梯台阶结构，与之前的方法相当，且很明显，也可以获得原子水平的表面光滑。