イオンビーム蒸着技術

① イオンビームアシスト蒸着技術は、フィルムと基板間の強力な接着力を備え、フィルム層が非常に強固であるのが特徴です。実験結果によると、イオンビームアシスト蒸着の接着力は熱蒸着の接着力よりも数倍から数百倍も向上することが示されています。これは主に、イオンビームによる表面洗浄効果によって膜基板界面に勾配界面構造、すなわちハイブリッド遷移層が形成され、膜の応力が低減されるためです。

②イオンビームアシスト蒸着は、膜の機械的特性を向上させ、疲労寿命を延ばすため、酸化物、炭化物、立方晶BN、TiB、ダイヤモンドライクコーティングの作製に非常に適しています。例えば、1Crl8Ni9Ti耐熱鋼では、イオンビームアシスト蒸着技術を用いて厚さ200nmのSiN薄膜を成膜することで、材料表面における疲労亀裂の発生を抑制するだけでなく、疲労亀裂の拡散速度を大幅に低減し、材料寿命の延長に大きく貢献しています。

③イオンビームアシスト蒸着は、膜の応力特性を変化させ、結晶構造を変化させます。例えば、基板表面に11.5keVのXe +またはAr +を照射してCr膜を作製したところ、基板温度、照射イオンエネルギー、イオンと原子の到達比などのパラメータを調整することで、応力を引張応力から圧縮応力へと変化させ、膜の結晶構造も変化させることがわかりました。イオンと原子の一定の比率の下では、イオンビームアシスト蒸着は、熱蒸着法で堆積した膜層よりも優れた選択配向性を示します。

④ イオンビームアシスト蒸着は、膜の耐食性と耐酸化性を向上させることができます。イオンビームアシスト蒸着膜は緻密であるため、膜基底界面構造の改善、あるいは粒子間の粒界の消失による非晶質状態の形成が促進され、材料の耐食性と耐酸化性の向上につながります。

材料の耐腐食性を高め、高温による酸化作用に耐えます。

（５）イオンビーム支援蒸着は、膜の電磁気特性を変化させ、光学薄膜の性能を向上させることができる。 （６）イオン支援蒸着は、原子蒸着とイオン注入に関連するパラメータを正確かつ独立して調整することができ、低い衝撃エネルギーで一定した組成を有する数マイクロメートルのコーティングを連続的に生成することができるため、低温で様々な薄膜の成長を可能にし、高温処理によって引き起こされる材料や精密部品への悪影響を回避できる。