アルミナの薄膜の製造方法

質問

こんにちは。
材料系は初心者なので、お伺いします。
γーAl2O3の薄膜を作りたいのですが、作り方がよくわかりません。
どなたかわかる方がいらっしゃれば、ご教授お願いします。
また、アルミナ薄膜に関するサイトや論文もありましたら、教えて下さい。よろしくお願いいたします。

回答No.2

Massy57 · ベストアンサー

Massy57です
湿式法でご作成とのこと。　成膜後の熱処理温度で結晶型はコントロールできるはずです。湿式法（ゾルゲルも湿式法ですよね）でアルミナ膜を作る場合、完全な結晶にするためには、成膜後空気中での熱処理が必須です。高温で焼成すればαアルミナが、低温で焼成すればγアルミナの結晶幕がでくるはずです。ただ温度範囲は、通常のバルクの状態図とは相当異なり、他分かなり低温にシフトするはずです。
湿式法で作成したアルミナは他分アモルファスに近い状態で、観察（SEMで観察されると思います。金蒸着されるとアルミナの構造を見ているのか金の状態を見ているのかわかりません。チャージアップしなような低圧で蒸着なしで観察する必要があります）できないとおもいますので、上述したように熱処理されるはずですが、成膜後温度を上げると当然基材とアルミナの熱膨張の差による熱応力で簡単に膜が剥離するため、基材を選ばれる必要があります。　アルミナセラミックスなんかがあたまにうかびますよね。サファイア基版（GaN LEDのエピ製造用に大量に使用されるので、容易に入手可能）がベストだと思います)。
もちろんエピでいう限界膜厚以下であれば熱膨張差は問題になりませんが。
ゾルゲル成膜条件をいじれば、ご希望のようなアルミナ膜の成膜も低温で可能ではないかと思いますが、低温プロセスは小生の専門外です。
ただ、専門誌をおしらべになれば、そのあたり簡単に情報がえられるのでは（結晶成長ならJ.Crystall Growtｈなんて昔は有名でしたが、今は？）。
適当なキーワードで、学術論文系のDBを検索されれば、多数の情報が得られるのでは。

回答No.1

Massy57

大昔（1990年頃まで）アルミナ薄膜の製造、開発に従事していました。製造法は化学蒸着法、物理蒸着法（結局真空蒸着になりました）を用いて、相当大規模に生産をしていたものです。化学蒸着法に限りますと、処理温度が1000℃をこえるとα、それ以下ではγアルミナになった記憶があります。一般的にγが低温で成膜できたはずで、γがほしいならなるだけ低温プロセスを選ぶべきでったはずです。
アルミナの薄膜製造法は、要はスペック次第です。自立か、コーティングか、膜厚はどれぐらい、多結晶で良しとして、その場合の粒度は、コーティングの場合ピンホールをどの程度許容するのか、基材との接着強度はどの程度要求されるのか、薄膜の純度、膜厚の均一性云々、コスト、数量などによって千差万別の方法が考えられます。例えば、アルミの表面にアルミナとは要はアルマイト処理ですよね、陽極酸化その他が頭に浮かびます。
ご質問に回答しようとすると、ご質問者のスペックがないとお答えしようがないようです。ただ一般的な情報は、各種便覧等で簡単に入手できるのではないでしょうか。表面処理便覧（執筆者でした）とかももしアルマイト処理というならアルミニウム表面処理便覧なんて言う本もある
と思うのですが。

お礼

ご回答ありがとうございます。
質問があいまいで申し訳ありません。補足を付けておきました。
便覧の方、探してみます。

補足

質問が不十分だったことをお詫び致します。
知識がないため、粒度等のスペックをどうするかと聞かれても、回答に困ってしまいます。もしよろしければ、スペックと性質の関係について、簡単にご説明願います。
また、今回の使用目的はアルミナの表面構造の研究です。
Al2O3の結晶相や表面の微細構造を知る為、様々な表面構造を有するAl2O3を作製したいと思っています。
研究室内で行う為、大規模なやり方は少し難しいです。
今考えているのは、ゾル－ゲル法によっての作製ですが、その他にも良いやり方があれば教えて頂きたいと思います。
また、ゾルーゲル法で、α型・γ型・δ型のアルミナは作製できるのでしょうか。
ご回答よろしくお願いします。