Analysis, Design, and Construction of Highly Concentrated Electrolytes for Innovative Electrodeposition Technologies

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本研究は、(1) 水和物融体を用いる電析・電気めっきの解析と高度化、(2) 塩化アルミニウム－グライム系 DES を用いる Al 電析の解析と高度化、(3) 超濃厚α-ヒドロキシ酸水溶液を用いる Cu2O 薄膜電析の解析と高度化、を主要課題としている。本年度、(1) では電析 Cr 膜と Fe 基板界面の解析のため、電析膜を剥離する転写法を確立した。剥離面の SEM-EDX 解析では FeClx の形成、GI-XRD 解析では界面の Cr 相がδ相のみであることを明らかにした。EQCM による電析挙動の解析からは、電析を始めてから高い電流効率での Cr 電析へ移行するまでに数秒の誘導時間があり、それが基板材質にも依存することを見出した。また、Co 電析と共析水素に関する新たな研究も行った。(2) では Al(III) 溶存化学種について理論計算と実験の両面から解析した。誘電緩和法 DRS により、双極子モーメントをもつ AlCl3 や [AlCl]2+ の生成が示唆された。いずれのグライム鎖長でも、生じる Al(III) 種に大きな違いはなく、グライム鎖長や末端アルキル鎖に依存した Al の電析性の違いは、電極-電解液界面における反応性の差によることが示唆された。(3) では乳酸系電解液からの電析 Cu2O 薄膜について、van der Pauw 法による比抵抗と Hall 効果測定を重点的に行い、アルカリ性の互いに異なる pH 域で支配的な２種類の Cu(II)-乳酸錯体とこれらの半導体物性や電析配向性に強い相関があることを見出した。ここでは、２種類の錯体の構造に起因する電析性の違いが半導体物性を決め、それが配向性を間接的に支配していると考察した。また、濃厚水溶液系での Cu(II)-乳酸錯体の特異な安定性に関し、Gaussian を用いた計算化学的な解析も始めた。