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高分解能ERDA(反跳散乱分析)法によるDLC膜中の水素濃度測定および解析

目的

 各種摺動機械部品、金型、工具などの硬質摺動部品として広く用いられているDLC膜の機械特性(硬度、摩擦係数、耐磨耗特性)は膜中の水素量に極めて敏感である事が指摘されている。 膜特性の最適化にはそれらの特性とDLC膜中水素量の相関把握によるプロセス制御技術の確立が欠かせない。そこで、膜中水素の高分解能深さ方向分析を試みた。

方法

高分解能RBS(ラザフォード後方散乱分析)装置(神戸製鋼所製HRBS500)を用い、高分解能ERDA(反跳粒子検出)により極薄DLC膜中の水素量分析を実施した。

試験装置・ソフト

高分解能RBS装置(神戸製鋼所製HRBS500)

結果

従来型ERDA(高エネルギータイプ)では深さ分解能が悪く、水素の深さ方向濃度変化を測定する事が困難だったが、高分解能ERDA(中エネルギー)を用いることによりこれまで困難だった数nmの領域の深さ方向分布の分析が可能となった。

お客様の成果

DLC膜の水素量に関する正確な情報を提供することにより各種膜特性発現機構解析、プロセス制御指針把握などの観点で顧客での商品開発を支援した。

イメージ ※クリックすると拡大します。

  • 図1)RBS、ERDAによる分析の原理
  • 図2)高分解能ERDAによる膜中水素量の深さ方向分析結果

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