2013.05.22

【Webマガジン Vol.4 – May 2013】ダイヤモンド合成単結晶の応用展開とその未来

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コーンズテクノロジー編集部
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単結晶ダイヤそのもので1ミリ以下のドリルを作る技術がある

– ダイヤモンドについて言えば、もしかしたら、今日話していないアプリケーションで何かが広がるっていうことがあり得るかもしれないってことですか?

【 藤森 】   十分あり得ますね。物性が非常に特殊ですから、そういう意味での面白さがあるわけですが、まだ皆さんがあまりそれを知っていない。なんでダイヤモンドはあまり使われていないのか?一番やっぱり大きいのは、加工技術がまだそんなに良くない。加工の自由度がやっぱり少ない。自由度が少ないっていうのはやっぱりなかなか大変ですよ。

でも今、関西のほうのある工具メーカーさんが、1ミリ以下の単結晶のドリルを作るっていうのをやっているんです。単結晶のドリルですよ。それをレーザーで加工して単結晶のドリルを作るんです、1ミリ以下の物凄く細いやつ。

– 今おっしゃっているのは、もう単結晶ダイヤそのものをドリルの形に加工してしまうというんですね?

【 藤森 】   コーティングではなく無垢のダイヤモンドを削り込んで、例えば0.5ミリのドリルを作ったときにその表面粗さを1ミクロン以下に押さえることが出来るっていうところまでいっている。うちの単結晶の四角い棒を買っていって、それをドリルの形に削り出しちゃうんですよ。レーザーでその加工ができるという技術がある。実物を見るともう本当に驚異ですよ。ですから、ダイヤモンドの加工技術っていうのも、もうちょっといろんな人がちゃんと追求するとかなり良くなる可能性がありますね。エッチングである形のものを作るっていうのも一つの手段だと思いますね。

【 小出 】  ドライエッチングですか?

【 藤森 】  ドライエッチングですね。それで針のようなものも出来ますから。

【 小出 】  ダイヤモンドはドライエッチングが意外に簡単に出来ます。もちろん硬いんだけれども意外にドライエッチというスタンダードな半導体プロセスを使っても削りこめるのが特徴です。

– AFM(原子間力顕微鏡-Atomic Force Microscope)のチップみたいなのをたくさん作るって言うのもこれでやっているわけですね。

【 藤森 】   例えばその電子放出装置なんかのようなことが出来れば、そういうものとして役に立つわけですが、まだそういうアプリケーションが出来ていない。STM(走査型トンネル顕微鏡-Scanning Tunneling Microscope)のチップとしてボロン(ホウ素-boron)ドープのをこういう形に削ってやるというのは、一部商品が出たんですけれども今は、やっているかどうか聞いたことがないですね。ドライエッチングはある程度の自由度がある。ただ値段はある程度しますから、大きいものを作るときどうするかという問題は一つ残っている。

【 小出 】   ダイヤモンドはレーザー光を照射すると熱によって表面近傍がカーボンに変わり、一旦相変態が起こると更に光吸収が進行して行くため、レーザー加工しやすいという特徴があります。ダイヤモンドからカーボンに相変態する現象を利用してレーザー加工する技術は昔から知られていますね。1ミクロンの精度を出す技術は、私には分かりませんが、それは素晴らしい技術と思います。

【 藤森 】   UVレーザーを使うんですけれどもね。レーザーの技術もだんだん良くなっているんで、そういうのが上手く適用することを考えれば。