文学部 教授

中野 武雄

ナカノ タケオ  (Takeo Nakano)

基本情報

所属
成蹊大学 理工学部 理工学科 教授
学位
博士(工学)(東京大学)

研究者番号
40237342
J-GLOBAL ID
200901048314885741
researchmap会員ID
1000091733

外部リンク

スパッタリング法を中心にした薄膜作製法、および薄膜の評価法について実験的な研究を行っています。

学歴

 2

論文

 44
  • Takeo Nakano, Kosuke Kimura, Yuto Iijima, Masato Takeuchi, Kei Oya, Masayoshi Nagao, Hisashi Ohsaki
    e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 22(3) 199-206 2024年4月4日  査読有り筆頭著者責任著者
    Mode transitions in reactive sputtering of metal (Ti, V) oxides are studied. Under a controlled Ar gas pressure at a flow rate of 10 sccm, direct current sputtering plasma was generated. The oxygen flow rate Q and discharge power P were changed in two ways (Q was varied at fixed P, and vice versa), and the mode transitions were monitored using the state jump in the discharge voltage. When the transition points (P, Q) were plotted as two-dimensional (2D) maps, the metal-to-oxide and oxide-to-metal transition points were found to be located on two corresponding straight lines that passed through the origin, irrespective of how the parameters were varied. The origin of this behavior is discussed and ascribed to the linear relationship between the input power and the sputter etching rate of the target. These results also suggest that the metal-mode, hysteresis, and oxide-mode regions of the 2D map can be determined by a few pilot experiments. By depositing vanadium oxide films under conditions in the oxide-mode region, near its boundary, films with very similar optical properties could be obtained.
  • Md. Suruz Mian, Takeo Nakano, Kunio Okimura
    Thin Solid Films 769 139752-139752 2023年3月  査読有り
    Transparent conductive Al-doped Zinc oxide thin films were deposited on glass substrates by conventional radio frequency magnetron sputtering (C-RFMS) and inductively coupled plasma-assisted radio frequency magnetron sputtering (ICP-RFMS) methods. The structural and electrical properties of films were studied as a function of the radial position (r) of the substrate in both methods. A good thickness uniformity was obtained in ICP-RFMS, while a significant decrease in film thickness was observed at r=30 mm (erosion zone) in C-RFMS. The c-axis orientation was achieved in all positions in ICP-RFMS, while crystallinity was degraded at r≧25 mm in C-RFMS. Low resistivity ρ of the order of 10^-4 Ω cm was obtained at all positions in ICP-RFMS, while ρ was rapidly increased at r≧30 mm in C-RFMS. In ICP-RFMS, high-energy ion bombardment is suppressed due to the modified plasma density profile and lower space potential. As for transparency, the sample prepared at r=0 mm in ICP-RFMS showed an average visible transmittance of 81%, higher than that in C-RFMS. Throughout the study, it was demonstrated that ICP-RFMS method was promising to improve the radial distribution of structural, electrical, and optical properties of Al-doped ZnO thin films.
  • Takeo Nakano, Hyuga Taniguchi, Nanako Dei, Makoto Ozawa, Md. Suruz Mian, Kei Oya, Katsuhisa Murakami, Masayoshi Nagao
    Journal of Vacuum Science and Technology B 40(6) 063201-063201 2022年11月  査読有り筆頭著者責任著者
    Spindt-type emitters were fabricated with cavities made of Al/Mo/SiO2 using the triode high power pulsed magnetron sputtering method. We explored the process parameters (gas pressure and voltage of the additional cap electrode) to optimize the sharpness of the emitter shape. We found that the intermediate pressure and voltage were suited to obtain sharp emitters. Further, we elucidated the crucial effect of the cavity dimensions, such as the cavity depth and hole diameter in the cavity ceiling, on the emitter shape. At a cavity depth of 480 nm, the aspect ratio (AR) of the emitter increased monotonously with an increase in the hole diameter. With a large hole diameter (900 nm) and even shallower cavity (380 nm depth), we attempted to reoptimize the process parameters. Consequently, a very sharp emitter cone structure with an AR exceeding 1.3 was obtained. The cap voltage that produced the optimum AR was found to decrease for the larger-hole and shallower-depth cavities. Finally, the applicability of the process for preparing a working emitter is discussed.
  • Md. Suruz Mian, Riko Yagi, Kei Oya, Takeo Nakano
    physica status solidi (a) 2100646-2100646 2021年12月23日  査読有り
  • 霜田 直宏, 小出 奈央, 本間 徹生, 中野 武雄, 張 晋, 脇田 英延, 里川 重夫
    63(6) 365-374 2020年11月1日  査読有り

MISC

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書籍等出版物

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  • 日本真空学会 (担当:共編者(共編著者), 範囲:6.1 薄膜作製)
    コロナ社 2018年3月 (ISBN: 9784339009088)
    真空の基礎科学から作成・計測・保持する技術に関わる科学的基礎を解説。また,成膜,プラズマプロセスなどの応用分野で真空環境の役割を説き,極高真空などのこれまでにない真空環境が要求される研究・応用への取組みなどを紹介。
  • 表面技術協会 (担当:共著)
    コロナ社 2013年5月 (ISBN: 9784339046311)
    本書では,まずドライプロセスの歴史的発展過程にふれ,次にこれを支える基盤技術である「真空」「プラズマ」を解説。さらに,代表的なドライプロセスを取り上げ,どのような原理・原則に基づいているか,薄膜・表面評価分析技術について解説。
  • (担当:共著)
    シーエムシー出版 2011年3月 (ISBN: 9784781303215)
  • (担当:編者(編著者))
    技術情報協会 2009年1月 (ISBN: 9784861042768)
  • (担当:共著)
    オーム社 2008年3月 (ISBN: 9784274205194)

講演・口頭発表等

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  • Takeo Nakano
    HiPIMS Today 2024 2024年3月13日  招待有り
  • 谷口日向, 大家溪, 中野武雄, 長尾昌善, 大崎壽, 村上勝久
    電子情報通信学会技術研究報告. ED, 電子デバイス 2018年10月24日 電子情報通信学会
    スピント型エミッタは真空電子源のひとつである。この陰極は、上部にホールの開いた微細キャビティを基板上に形成し、ホールを通して陰極材料となる金属をキャビティ内部に堆積させて形成する。従来この堆積には真空蒸着法が用いられていたが、大面積化が困難、高融点金属では引っ張り応力緩和のために基板加熱が必要、などの制約があった。本研究では、粒子の入射方向やエネルギーの制御が可能な大電力パルススパッタ装置を用いた。高融点金属であるMoの陰極を形成できたが、逆に圧縮応力が強くなって膜が剥がれることが多く、デバイスを安定して作製することが困難であった。本研究では放電ガスに Krを用いて内部応力の緩和を試み、Arの場合と比較した。また基板に様々な値の負電圧を印加し、膜に生じる内部応力や陰極構造に与える影響について評価した。
  • 木村 光佑, 磯村 航, 大家 渓, 中野 武雄, 長尾 昌善, 大崎 壽
    表面科学学術講演会要旨集 2016年 公益社団法人 日本表面科学会
    反応性ガスを流入することで金属化合物薄膜を得る反応性スパッタでは、ターゲット蒸発量と反応性ガス流量の均衡が崩れることでターゲット表面状態が遷移する。昨年度は、外部パラメータを変更して遷移点の測定を行うことで、普遍性を見出すことに成功した。今年度は、この普遍性から決定した条件で製膜を行っている。発表では、得られた薄膜の光学特性を評価することで、膜質とモード遷移現象を関連付けて議論する予定である。
  • 三嶋 東, 桑島 理樹, 中野 武雄, 大家 渓, 間瀬 一彦, 菊地 貴司
    表面科学学術講演会要旨集 2016年 公益社団法人 日本表面科学会
    非蒸発ゲッタポンプはZrやVなどを含む合金を真空中で加熱して表面を活性化し、残留ガスを化学吸着して排気する真空ポンプである。実際にNEGポンプに用いられている合金をターゲットにしてDCスパッタ製膜を行い、製膜条件と膜の構造・組成との関係について調べた。Ar:1~3 Paの範囲では、圧力増加とともに膜のV組成がターゲットに比べて少なくなった。一方基板面内での組成均一性は圧力増加と共に良くなった。
  • 竹内 将人, 木村 成輝, 福田 一貴, 細谷 一輝, 大家 渓, 岩森 暁, 中野 武雄
    表面科学学術講演会要旨集 2016年 公益社団法人 日本表面科学会
    Tiの酸化皮膜中に含まれるTiO2は、細胞適合性や血液適合性に優れるため、この存在比率を上げることは新たな生体材料の開発につながる。反応性スパッタにより金属モードと酸化物モードの2種類のモードでTi酸化物薄膜製膜を行った結果、金属モード製膜でのTiO2の割合は80 %に満たなかったのに対し、酸化物モード製膜ではおよそ94 %となった。現在、これらの薄膜上で細胞培養を行い、その接着性を評価している。

共同研究・競争的資金等の研究課題

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