電気化学法によるチタン基板表面のマイクロパターニング

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チタンは耐食性に優れており、DSAタイプの金属酸化物電極の基板として用いられている。基板であるチタンの表面積が大きくないために、基板上に電気伝導性の高表面積金属酸化物を用いる。しかし、金属酸化物のほとんどは電気伝導性をもたないため、電極として用いるためには基板自体を高表面積化し、その上に金属酸化物薄膜を担持する必要がある。本研究では、チタン基板を高表面積化するために、チタン基板上を還元性酸化チタンで被覆することを目的とした。高表面積の酸化チタン膜を得るためには、酸化チタン前駆体の調製が重要である。本研究では触媒を用いて、低温での低次元成長した酸化チタンの合成のために触媒を用いることを検討した。さらに、チタン基板と酸化チタンの界面設計が重要であることから、鉄基板表面へのシリカコーティング膜の作製について調べ、シュウ酸溶液で前処理することにより鉄基板表面にシュウ酸鉄の薄膜が形成され、シリカは鉄基板に付着することを明らかにした。これらの研究をふまえ、触媒を用いて合成した酸化チタンゲルを、シュウ酸処理したチタン基板に被覆し、600℃で水素還元処理すると、液相エピタキシャル成長した針状粒子を有する高表面積電気伝導性電極が得られた。