【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.04】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24SH0002

利用課題名 / Title

マイクロ波プラズマCVD法によるナノダイヤモンドの作製

利用した実施機関 / Support Institute

信州大学 / Shinshu Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）マテリアルの高度循環のための技術/Advanced materials recycling technologies

キーワード / Keywords

ナノ粒子/ Nanoparticles

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

高島　 秀聡

所属名 / Affiliation

公立千歳科学技術大学理工学部

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

森本信吾

利用形態 / Support Type

（主 / Main）共同研究/Joint Research（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

SH-009：レーザラマン分光装置
SH-010：リモート対応型電子線マイクロアナライザー

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

基板上に分散させたダイヤモンド粒子を種結晶とし、マイクロ波プラズマCVD法により不純物欠陥内包ナノダイヤモンドの開発をめざす。

実験 / Experimental

本研究ではナノダイヤモンドを作製するための基板としてサファイア基板を用いた。この基板上に種結晶としてのダイヤモンド微粒子と不純物欠陥を作製するための先駆体として酸化ゲルマニウム粉末を分散させ、マイクロ波プラズマCVD法を用いてナノダイヤモンドを合成した。その後、共焦点顕微分光システムを用いて合成したナノダイヤモンドの光学特性を評価した。

結果と考察 / Results and Discussion

合成条件を調整することで、サファイア基板上にナノダイヤモンドを合成することに成功した。次に、合成に成功した条件で、種結晶と先駆体両方を分散させた基板を用いてCVD合成を行い、その光学特性を評価した。図1に共焦点顕微鏡分光システムを用いて測定した結果の一例を示す。ダイヤモンド(sp3)に由来するラマンピークと、グラファイト(sp2)に由来すると考えられるラマンピークが観測され、ナノダイヤモンドが合成されていることがわかった。しかし、600nm付近に出現すると考えられる不純物欠陥由来の発光ピークは観測されなかった。今後は、合成条件をさらに最適化することで、不純物欠陥由来の発光ピークの観測をめざす。
が、ダイヤモンド基板わかった。これは、基板中のシリコンが合成中に取り込まれたためだと考えられる。一方、基板にサファイアを用いた場合、シリコン基板と同様の合成条件では、ほとんどナノダイヤモンドが合成されないことがわかった。そこで、合成条件を変更しナノダイヤモンドの合成を試みた。図1に合成条件を変更させた場合の走査電子顕微鏡（SEM)像を示す。ナノダイヤモンドが合成されていることがわかった。これは、合成条件の変更によりエッチングレートよりダイヤモンドの成長レートの方が速くなったためだと考えられる。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図1 合成したナノダイヤモンドの発光スペクトル

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件