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プラズマエネルギーシステム研究室

豊橋技術科学大学

電気・電子情報工学系

滝川・須田研究室

真空アークプラズマ,応用,プラズマ表面処理 真空アーク蒸着&プラズマイオンプロセス










                                   Updated 03 July., 2014
Vacuum Arc, Arc Ion Plating, Thin Solid Films, Plasma Ion Process, Surface Treatment

 真空アーク蒸着法による薄膜合成,新しい真空アーク蒸着装置の開発,RFプラズマやパルスプラズマを用いた表面処理などを行っています。

 これまでに真空アーク蒸着法で作成した薄膜は,

 窒化チタン(TiN):装飾,耐磨耗膜,赤外反射膜,離型膜
 酸化チタン(TiO2):光学膜,光触媒膜,湿式太陽電池,超親水膜
 窒化アルミ(AlN):絶縁放熱膜,透明保護膜,SAWデバイス,PL膜
 酸化アルミ(Al2O3):絶縁断熱膜,透明保護膜
 酸化亜鉛(ZnO):蛍光膜,透明電極,バリスタ,光触媒膜,SAWフィルタなど
 窒化亜鉛(Zn3N2):
 窒化クロム(CrN):耐磨耗膜
 酸化クロム(CrxOy):
 窒化銅(Cu3N):単一書込光磁気記録媒体
 酸化銅(CuO):黒体,光アブソーバ
 ダイヤモンドライクカーボン(Diamond-like carbon: DLC):耐磨耗膜,摺動膜

などです。この他にもどんな膜が作れるのか今後もどんどんトライしていきます。
 真空アーク蒸着法は,アークイオンプレーティング(AIP)とも呼ばれます。これは,真空アーク蒸着法の原理がつぎのようなものであるからです。真空アーク放電は一般に陰極点が極めて高温で活性であり,この陰極点から高エネルギーのイオンが直接発生します。このイオンは固体物体に到達すると,そこに凝集し,膜を形成します。つまり,イオンが膜を形成することから,イオンプレーティングと呼ばれるわけです。真空アークで発生するイオンは活性が高いため,雰囲気に窒素や酸素が存在すると,それらと反応し,結合した膜を形成します。真空アークの原型は,なんと,かの有名なエジソンが発明しました。

 真空アークの欠点の一つは,陰極点からイオンが放出されるのと同時に,陰極材料の微粒子(ドロップレット)が発生することです。良質の膜を形成するためには,このドロップレットを放出しないようにするか,あるいは除去する必要があります。ですから,ドロップレット問題を解決する手法の開発が重要となります。ただし,ドロップレットが常に悪役というわけではなく,トヨタではわざとドロップレットを付着させることで摺動性(すべりの良さ)を良くしています。

 また,真空アーク放電,あるいは真空アークプラズマ自体の特性も十分には解明されているわけではありません。

 本研究室では,以下のような研究を進めています。


シールド型真空アーク蒸着法の開発
拡張シールド型真空アーク蒸着法
磁気フィルタ型真空アーク蒸着(FAD)装置の開発
活性陽極を持つ真空アーク蒸着装置の開発
陽極モード(陽極モードギャラリーがあるよ)
陰極点の運動(by Fujimura)