特許ウォッチ

公開番号2025104230
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-09
出願番号2024157484
出願日2024-09-11
発明の名称ダイヤモンドライクカーボン膜の評価方法
出願人学校法人加計学園,三菱鉛筆株式会社
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類G01N 21/65 20060101AFI20250702BHJP(測定;試験)
要約【課題】ダイヤモンドライクカーボン膜(DLC膜)のラマンスペクトルを、Nバンド、Dバンド、G^-バンド、G⁺バンド及びD′バンドの5バンドのピークに分離解析する際、解析者に依存しない高精度の結果を、フォークト関数を用いるよりも的確かつ迅速に得ることのできる評価方法。
【解決手段】DLC膜のラマンスペクトルを、下記数式の擬似フォークト関数を用いてカーブフィッティングして上記5つのバンドに分離し、分離したバンドそれぞれのピーク位置、面積及び強度のうちの少なくとも一つに基づいて、前記DLC膜の特性を評価する。
<com:Image com:imageContentCategory="Drawing"> <com:ImageFormatCategory>JPEG</com:ImageFormatCategory> <com:FileName>2025104230000018.jpg</com:FileName> <com:HeightMeasure com:measureUnitCode="Mm">25</com:HeightMeasure> <com:WidthMeasure com:measureUnitCode="Mm">164</com:WidthMeasure> </com:Image>
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ダイヤモンドライクカーボン膜のラマンスペクトルを、数式１の擬似フォークト関数を用いてカーブフィッティングしてＮバンド、Ｄバンド、Ｇ
－
バンド、Ｇ
＋
バンド及びＤ′バンドの５つのバンドに分離し、分離したバンドそれぞれのピーク位置、面積及び強度のうちの少なくとも一つに基づいて、前記ダイヤモンドライクカーボン膜の特性を評価する、ダイヤモンドライクカーボン膜の評価方法。
JPEG
2025104230000014.jpg
25
164
JPEG
2025104230000015.jpg
20
101
JPEG
2025104230000016.jpg
23
97
JPEG
2025104230000017.jpg
32
75
（数式１～数式４において、ｊ＝１、ｊ＝２、ｊ＝３、ｊ＝４及びｊ＝５はそれぞれＮバンド、Ｄバンド、Ｇ
－
バンド、Ｇ
＋
バンド及びＤ′バンドについてのパラメータを示す添字であり、
数式１において、Ｇ
ｊ
（ｘ）は数式２で表わされるガウス関数であり、Ｌ
ｊ
（ｘ）は数式３で表されるローレンツ関数であり、Ｂ
３
（ｘ）は、数式４で表されるＢＷＦ関数であり、αは右辺第１項においてガウス関数とローレンツ関数との重み付けを表す関数比（０≦α≦１）であり、βは右辺第２項においてガウス関数とＢＷＦ関数との重み付けを表す関数比（０≦β≦１）であり、
数式１～数式４において、μ
ｊ
は各バンドのピーク位置であり、Ａ
ｊ
は各バンドのピーク強度であり、σ
ｊ
はピークの半値幅であり、
数式４において、ｑ
ｋ
は非対称パラメータである。）
続きを表示（約 100 文字）【請求項２】
前記各バンドのピーク位置μ
ｊ
は、前記ラマンスペクトルを四次微分して得られた曲線のピーク位置である、請求項１に記載のダイヤモンドライクカーボン膜の評価方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ダイヤモンドライクカーボン膜の評価方法に関し、特にラマンスペクトルを用いた炭素材料の評価方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
炭素材料としてのダイヤモンドライクカーボン膜（以下、「ＤＬＣ膜」）をラマンスペクトルを用いて評価する方法として、下記特許文献１には、炭素材料のラマンスペクトルを、ガウス関数を重畳したローレンツ関数とガウス関数を重畳したＢＷＦ（Breit‐Wigner‐Fano）関数と足し合わせたものを積分したフォークト関数を用いてカーブフィッティングして複数のバンドに分離し、分離したバンドそれぞれのピーク位置、面積及び強度のうちの少なくとも一つに基づいて、炭素材料の特性を評価する方法が開示されている。
【０００３】
具体的には、前記複数のバンドはＮバンド、Ｄバンド、Ｇ
－
バンド、Ｇ
＋
バンド及びＤ′バンドの５つであり、Ｎバンド、Ｄバンド、Ｇ
＋
バンド及びＤ′バンドは、ガウス関数を重畳したローレンツ関数によりカーブフィッティングし、Ｇ
－
バンドは、前記ガウス関数を重畳したＢＷＦ関数を用いてカーブフィッティングしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１８－１３２４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載の技術で用いられるフォークト関数は、ローレンツ関数とガウス関数との畳み込み積分、及び、ＢＷＦ関数とガウス関数との畳み込み積分を要するため、演算の難易度が高い。さらには、解析におけるパラメータが、各バンドのピーク位置（換言すると波数、単位：ｃｍ
－１
）が５個、各バンドのピーク強度が５個、Ｇ
－
バンドの半値幅（ピーク強度の半分の強度となる波数の幅）が１個、その他のバンドの半値幅が１個、及び非対称パラメータが１個と、計１３個ある。
【０００６】
解析の際には、実際の炭素材料の測定で得られたラマンスペクトルの曲線に、フォークト関数をプログラミングしたソフトウェアにこれらのパラメータをそれぞれ調整しながら入力して得られる曲線をフィッティングさせる、という作業が実行される。そして、その作業の結果、フィットしたと解析者が判断したときの各パラメータが、各バンドの属性値となり、これをもって炭素材料の特性が評価される。このフィッティングには１２個又は１３個のパラメータの数値を変更させつつ試行錯誤的に入力していくという、膨大な時間を要する手作業が必要となる。このような作業は、作業者の経験と勘によるところが大きく、最適解を得るのがきわめて困難である。
【０００７】
本開示の実施態様は、ＤＬＣ膜のラマンスペクトルを、上記のような５バンドのピークに分離して解析するのに際して、解析者に依存しない高精度の結果を、フォークト関数を用いるよりも的確かつ迅速に得ることのできる評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の態様のＤＬＣ膜の評価方法は、ＤＬＣ膜のラマンスペクトルを、数式１の擬似フォークト関数を用いてカーブフィッティングしてＮバンド、Ｄバンド、Ｇ
－
バンド、Ｇ
＋
バンド及びＤ′バンドの５つのバンドに分離し、分離したバンドそれぞれのピーク位置、面積及び強度のうちの少なくとも一つに基づいて、前記ダイヤモンドライクカーボン膜の特性を評価する。
【０００９】
JPEG
2025104230000002.jpg
25
164
【００１０】
JPEG
2025104230000003.jpg
20
101
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許