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現在,材料表面に微細な突起物を形成させ,突起物のも つさまざまな機能性を利用するための研究が盛んに行われ ている。微細突起物を形成させる最も一般的な方法は,半 導体素子製造に用いられているマスキング技術を応用し て,プラズマ(スパッタ)エッチングにより突起をつくる 方法 1-5)であるが,その他,マスクとなる粉末や粒子をシ リコンまたは金属表面に置いてプラズマエッチングする方 法 6,7),マスクとなるMoのイオンビーム照射とアルゴンイ オンスパッタエッチングの併用 8),アルミニウムの陽極酸 化皮膜の微細孔を型として利用する方法 9),カーボンナノ チューブで代表されるCVD(化学蒸着)技術の利用 10),な ど,さまざまな方法が開発されている。 微細突起物によって得られる物理・化学・機械機能性お よびそれらの応用例(研究段階のものを含む)は,優れた 光・赤外線の吸収・放出特性 5,7) (光吸収体,熱交換器用材料, 反射防止膜製造用の型,電子機器のヒートシンク),高い電 子放出特性 4) (コールドエミッター,センサー),表面積増 加による化学反応促進(触媒あるいは触媒担体,電極),超 親水(油)性および超撥水(油)性 11) (構造物の汚れ付着防 止),摩擦・グリップ特性の改善(紙や布の摩擦搬送ロー ル),パターン転写性付与(金型や転造ロール:印刷インク の付着性や光反射防止性の改善),機能性マイクロマシン 部品,などである。 ところで,金属表面をスパッタエッチングすると,人工 マスクを用いなくても円錐状突起物が形成されることは 古くから知られていた 12-19)。その機構として,特定の結晶 面の選択的なエッチング 13,14),粒状あるいは繊維状介在物 のスパッタによる円錐形または柱状突起物への変化 15),材 料表面または材料中の不純物または析出物・介在物のマ スキング作用 12,16,18)が報告されている。また,純金属やダ イヤモンド薄膜などにおける非常に微細な突起物の形成 機構については,原子の表面拡散に起因する選択エッチ ングなど 17,19)が報告されているが,未解明な点も多い。鉄 鋼材料表面のスパッタエッチングに関する研究としては, Witcomb15)のステンレス鋼についての報告があるが,低エ ネルギスパッタであるため介在物の先端が鋭くなるだけで あり,工業的に利用できるような高密度の突起物を形成し たという報告はないようである。一方,著者ら 20-29)は,ア 論 文

Formation of Fine Protrusions on Steel Sheets and Wires by Sputter Etching