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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。
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【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。
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(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

(x)は数式2で表わされるガウス関数であり、L

(x)は数式3で表されるローレンツ関数であり、B

(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

は各バンドのピーク位置であり、A

は各バンドのピーク強度であり、σ

はピークの半値幅であり、
数式4において、q

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

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】
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【0010】
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(【0011】以降は省略されています)

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