独立行政法人物質・材料研究機構 (NIMS、理事長 : 岸 輝雄) 物質研究所 (所長 : 渡辺 遵) 非酸化物焼結体グループの
小松 正二郎 らのグループは、従来と比べて100倍以上の電界電子放出特性をもつ新型窒化ホウ素薄膜の合成に成功した。これは、プラズマ状態からの薄膜形成に、紫外レーザー光による成長反応の促進を応用した新しいプロセスを採用することで得られた研究成果である。
電界電子放出とは、物質の表面に強い電界をかけると物質内部から電子が飛び出してくる現象で、テレビなどのディスプレイ、集積回路作製時の電子ビーム描画 (ナノリソグラフィー) 、ランプ型光源など、生活・産業に密着した幅広い応用分野をもつため、熾 (し) 烈な開発競争が繰り広げられている。
現在、ナノテクノロジー分野でもカーボンナノチューブの応用例として研究が進められているが、低い電界強度でも高い電流密度を実現し、かつ損耗が少ないことも要求されることから、材料特性のみならず、その電子エミッター (電子放出点) 形状の微細形成加工技術がキーテクノロジーとなっている。
今回の合成法では、1回の合成でマイクロメートルオーダーの先端の尖ったエミッター形状が「自己組織的」に形成されることから、デバイス作製の作業工程が従来よりも一気に簡略化され、大幅なコストダウンにつながるため、例えば、次世代高精細大画面テレビなどの大幅な低価格化も実現可能になると期待される。
また、窒化ホウ素は高温合成時のルツボなどにも使われるなど、高温に耐え、しかも著しく安定で結晶形によってはダイヤモンド並みに硬いなど、最も丈夫な材料の一つである。そのため、ディスプレイ材料で考えれば、従来のカーボンナノチューブ、有機ディスプレイなどで問題とされていた寿命に対するブレークスルーとしても大いに期待できる。
なお、この研究成果は、3月28日から東京工科大学 (東京都八王子市) で開催される応用物理学会で発表される予定である。
