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

用于创新电镀技术的高浓度电解质的分析、设计和构建

• 批准号: 20H05663
• 负责人: 邑瀬 邦明
• 金额: $ 127.3万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-08-31 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H05663/
• 关键词: 電析; 濃厚電解液; 溶液化学; 金属錯体; 金属組織; 水和物融体; 深共晶溶媒; 配位型イオン液体; 電気めっき

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。

This study は, (1) water and melting body を with い る electrode, electric 気 め っ き の analytical と highly, (2) salt ア ル ミ ニ ウ ム - グ ラ イ ム system DES を with い る Al electrode の parsing と, (3) the ultra strong alpha ヒ empirically ド ロ キ シ acid aqueous solution を with い る Cu2O The main topics of と high-precision analysis and を in thin film electroplating are と て る る. This year, (1) で は electrode Cr film と Fe substrate interface の parsing の た を め, electrode membrane stripping す る planning writing を establish し た. Strip surface の SEM, EDX parsing で は FeClx の formation, GI - XRD analytical で は の Cr phase が delta phase interface の み で あ る こ と を Ming ら か に し た. EQCM に よ る electrode 挙 dynamic の parsing か ら は beginning, electrode を め て か ら high い current working rate で の Cr electrode へ transitional す る ま で に seconds の induction time が あ り, そ れ が base material に も dependent す る こ と を shows し た. Youdaoplaceholder0, Co electrochromatography と, co-eutectoid hydrophilin に related する new たな research った field った. (2) で で Al(III) soluble chemical species に て て theoretical calculation と experimental <s:1> side た ら analysis た た Induced electric palliative method of DRS に よ り, dipole モ ー メ ン ト を も つ AlCl3 や (AlCl) 2 + の generated が in stopping さ れ た. い ず れ の グ ラ イ ム lock long で も, raw じ る Al (III) a large に き な violations い は な く, グ ラ イ ム lock long や end ア ル キ ル lock に dependent し た Al の electrode sex の violations い は, electrode, electrolyte interface に お け る against poor 応 sex の に よ る こ と が in stopping さ れ た. (3) で は lactic acid series electrolyte か ら の electrode Cu2O film に つ い て, van der Pauw method に よ る than resistance と Hall unseen fruit line determine を key に い, ア ル カ リ sex の mutual い に different な る pH domain で dominate な 2 kinds の Cu(II) -lactic acid misalignment と れら れら <s:1> semiconductor properties や electrochromatographic alignment に strong <s:1> phase correlation がある とを とを とを is shown in とを た. こ こ で は, 2 species の misprinted の structure cause に す る electrode sex の violations い が semiconductor property を め and そ れ が matches to sexual を indirectly に dominate し て い る と investigation し た. ま た, thick aqueous で の Cu (II) - lactic acid misprinted の specific な stability に masato し, Gaussian を with い た beginning of computational chemistry analytical も な め た.

项目成果

アルカリ性濃厚乳酸浴からの電析Cu2O - 浴中のCu(II) 錯体と半導体特性の相関

从碱性浓乳酸浴中电沉积 Cu2O - 浴中 Cu(II) 配合物与半导体性能之间的相关性

• 发表时间: 2022
• 作者: Yusuke Tanaka;Yoshiharu Krockenberger;Yoji. Kunihashi;Haruki Sanada;Hiroo Omi;Hideki Gotoh;and Katsuya Oguri;湯淺隆祐，三浦隆太郎，品川 勉，北田 敦，深見一弘，邑瀬邦明
• 通讯作者: 湯淺隆祐，三浦隆太郎，品川 勉，北田 敦，深見一弘，邑瀬邦明

濃厚 CaCl2 水溶液からの Cr 電析に及ぼす H3BO3 の影響

H3BO3 对浓 CaCl2 水溶液中 Cr 电沉积的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 中村皓聖;大上 悟;谷ノ内勇樹;中野博昭
• 通讯作者: 中野博昭

Raman 分光および分子軌道計算による非水溶液中の Al3+-Cl- 錯生成反応に関する研究

利用拉曼光谱和分子轨道计算研究非水溶液中Al3+-Cl-络合物形成反应

• 发表时间: 2021
• 作者: 永島 結;川名結衣;弓削眞子;藤井健太;北田 敦;邑瀬邦明;韓 智海;梅林泰宏
• 通讯作者: 梅林泰宏

研究室紹介動画（京都大学 材質制御学研究室）

实验室介绍视频（京都大学材料控制实验室）

Effective Acetic Acid Pretreatment of AZ31 Mg Alloy for Aluminum Electrodeposition in a Concentrated Diglyme-AlCl3 Bath

在浓二甘醇二甲醚-AlCl3 浴中对 AZ31 镁合金进行有效的乙酸预处理以进行铝电沉积

• 发表时间: 2021
• 作者: Zelei ZHANG;Atsushi KITADA;Kazuhiro FUKAMI;Kuniaki MURASE
• 通讯作者: Kuniaki MURASE