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電気化学的手法による高機能薄膜析出素過程および機能発現機構の解明

电化学方法阐明高性能薄膜沉积的基本过程和功能表达机制

基本信息

批准号：
09750780
负责人：
本間敬之
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

電気化学的成膜法(電析法・無電解析出法など)は,物理的成膜法(蒸着・スパッタ等)では困難な精密成膜が原理的に可能であるが,析出過程が複雑で不明点が多い.そこで本研究では電気化学的手法による薄膜析出過程を素過程レベルから解析すると共に,形成された膜の機能発現機構を明らかにすることにより,本手法による機能薄膜材料分野に新たな可能性を拓くことを目的としている.前年度の検討より析出反応機構素過程の分子軌道論的モデルおよび薄膜物性(微細構造と機能特性の相関)に関する基本的知見が得られているので.本年はこれらをより精密化させながら,得られた結果全体の体系化を目指した.まず無電解析出反応柔過程(特に還元剤分子種の酸化反応過程)の非経験的分子軌道法のよる解析について,次亜リン酸や三塩化チタンなどの分子種を対象に検討を行った.その結果,次亜リン酸の場合,前年度検討を行ったジメチルアミンボランと同様に,5配位型の中間体構造をとりながら進行する反応素過程がエネルギー的に安定であることが明らかとなった.一方,三塩化チタンについては,電子放出が反応の最終段でおこることが示唆された.次に,これらの反応に対し触媒性を有する,析出表面における活性サイトについて,原子間力顕微鏡(AFM)によるキャラクタリゼーションを試みた,前年度行った無電解NiP薄膜系の結果を基に,無電解CiNiP磁性膜を対象に検討した.その結果,活性サイトの活性度には,溶液中に存在する遊離アンモニウムイオンの濃度が影響し,これが高い場合,サイトに対するブロッキングが起こり,結晶粒成長が阻害される結果,微細な粒子から成る保磁力の低い膜が成長することが明らかとなった.以上得られた結果を総合して,無電解析出反応〜膜成長〜機能特性発現の相関を系統的に明らかにし,新しい機能を有する無電解薄膜材料を設計する指針を得た.

Electrochemical film formation method (electrodeposition method, electroless deposition method), physical film formation method (evaporation method, etc.), difficult, precise film formation principle, possible, deposition process, complex, unknown point, etc. In this study, electrochemical methods were used to investigate the deposition process of thin films, the analysis of the deposition process, the formation of functional film development mechanisms, and the development of new functional film materials. The basic knowledge of the molecular orbital theory of the precipitation mechanism process and the physical properties of thin films (correlation between microstructure and functional characteristics) was obtained in the previous year. This year's results are systematic and precise. The molecular orbital analysis of the non-electrolytic precipitation process (especially the acidification process of the reduced molecular species) is discussed in detail. As a result, in the case of secondary acid, the previous year's research conducted a series of studies on the structure and stability of the intermediate of the 5-coordinate type. On one side, the electron emission is the final phase of the electron emission. Second, the reaction to the catalytic properties of NiP film, the precipitation surface, the atomic force microscope (AFM), the results of electroless NiP film system in the previous year, the electroless NiP magnetic film. As a result, the activity of the active particles is affected by the concentration of the free particles in the solution. In the case of high concentration, the free particles start to grow, and the growth of the crystalline particles is inhibited. As a result, the fine particles are formed into low concentration films. The results obtained above are summarized as follows: Electrolysis-free deposition-film growth-functional characteristics development-related system design guidelines for electrolysis-free thin film materials with new functions are obtained.