姬路공업대학 고도사업과학기술연구소의 豊田紀章 객원 조교수 등 연구팀은 野村鍍金(大阪市 西淀川區, 사장 野村修平)과 공동으로 경도의 지표인 비커스 경도가 1평방밀리미터당 5000~6000킬로그램이라는 초고경도의 다이아몬드 라이크 카본(DLC=다이아몬드상 탄소)박막의 형성에 성공했다. 경도는 종래 DLC의 약 2, 3배로 높고 열안정성도 약 2배에 달한다. 컴퓨터 하드디스크(HDD)헤드나 초미세 금형의 보호막으로서의 응용을 전망한다. 우선 탄소재료에 플라렌(C60=탄소 60개의 분자)를 이용하여 이것을 기판에 부착시킨다. 동시에 아르곤(Ar)가스의 클러스터이온을 기판 표면에 충돌시키는 방법으로 다이아몬드 함유율이 종래의 30% 증가, 막 두께가 나노(1나노는 10억분의 1)미터급의 DLC막을 형성했다. 지금까지 기판을 가열하지 않으면 DLC막은 형성할 수 없다고 알려져 왔다. 이번에 원자의 집단(클러스터)의 이온빔 충돌에 의한 고온고압을 이용하여 실온에서 그라파이트(흑연)의 카본원자결합을 다이아몬드 성분으로 바꾸는데 성공했다. 종래의 화학적 기상성장(CVD)법 등에 의한 DLC막은 비커스 경도가 1평방밀리미터당 1500~3000킬로그램이고 내열온도는 약 300℃였다. 새 DLC막은 600℃이상의 내열성이 있고, 1나노미터 이하의 평탄성과 0.1이하의 마찰계수를 가진다. 기록밀도를 높일 수 있기 때문에 보다 강한 경도에서 평탄한 DLC막을 필요로 하는 HDD 분야 등에서 실용화가 기대된다. 이 연구는 신에너지·산업기술종합개발기구(NEDO)의 위탁사업 ‘클러스터 이온빔 프로세스 테크놀러지’(프로젝트리더 山田公 京都大 명예교수) 가운데 하나. (NK)