シャドウ効果と幾何学的効果を活用したポーラスな機能性薄膜の作製

本研究は、素材と反応性の高い活性ガスとを適切に選定することで、ミクロ・マクロの複合化と3次元形態を同時に図る合成様式による合成法でポーラス性を有する新機能性材料を創生できる製法要件および装置の設計概念を調べる基礎的実験研究である。基本原理はマクロ・ミクロな複合化と装置や合成法に関係した幾何学的効果と負荷されるシャドウ効果を有効利用し飛来してくる素材の粒子の堆積様式と成長形態を制御することでポーラスな形態を有する薄膜合成を図るものである。(1)昨年度素材と反応性ガスの組合せについて検討し、活性ガス中での金属蒸着で金属化合物を安価・低温度で合成できることを実証した。その研究成果を発展させ,簡易で安価な装置により低温度で結晶配向性と結晶性の良いAlN薄膜を合成する手法を確立した。アンモニア反応ガス中での飛散方向を制御して蒸発Alガスを低温基板上に堆積することでa軸配向性の結晶性の比較的良質な薄膜を合成することに成功した。また,Qマス測定の結果によると導入時点で既にNH3の解離が起こり低温度でも増大すること,Al微粒子の基板上存在で反応特性が敏感に向上することが分かり,成長機構解明の鍵を得ることができた。(2)さらに,新しい合成手法の開発のために,主として液体素材のスプレー噴霧による飛来する粒子の方向性を制御する堆積反応あるいは反応ガス中堆積とその後の熱処理による合成方法でポーラス性(特に比表面積の増大を意図した多孔性)を有する機能性薄膜を創製するための合成条件を調べた。すなわち,予め設定した光触媒機能性を高効率で発現すると期待される混合粉体(TiO2+電気石)を選定し,所定混合比の混合粉体をアルコール系揮発性液体を溶媒として分散させた混合液を合成し,それらを空気中および酸素中で噴霧しガラス基板上に堆積し,その後熱処理によりポーラス性を制御できる薄膜を合成した。当初期待した光触媒特性と合成条件の相関関係は現在研究中である。新しい簡易型のポーラス性薄膜を合成できることが分かり,今後萌芽的研究として発展させて実験研究を続行する計画である。

本研究は、素材と反応性の高い活性ガスとを適切に選定することで、ミクロ・マクロの複合化と3次元形態を同時に図る合成様式による合成法でポーラス性を有する新機能性材料を創生できる製法要件および装置の設計概念を調べる基礎的実験研究である。基本原理はマクロ・ミクロな複合化と装置や合成法に関係した幾何学的効果と負荷されるシャドウ効果を有効利用し飛来してくる素材の粒子の堆積様式と成長形態を制御することでポーラスな形態を有する薄膜合成を図るものである。(1)昨年度素材と反応性ガスの組合せについて検討し、活性ガス中での金属蒸着で金属化合物を安価・低温度で合成できることを実証した。その研究成果を発展させ,簡易で安価な装置により低温度で結晶配向性と結晶性の良いAlN薄膜を合成する手法を確立した。アンモニア反応ガス中での飛散方向を制御して蒸発Alガスを低温基板上に堆積することでa軸配向性の結晶性の比較的良質な薄膜を合成することに成功した。また,Qマス測定の結果によると導入時点で既にNH3の解離が起こり低温度でも増大すること,Al微粒子の基板上存在で反応特性が敏感に向上することが分かり,成長機構解明の鍵を得ることができた。(2)さらに,新しい合成手法の開発のために,主として液体素材のスプレー噴霧による飛来する粒子の方向性を制御する堆積反応あるいは反応ガス中堆積とその後の熱処理による合成方法でポーラス性(特に比表面積の増大を意図した多孔性)を有する機能性薄膜を創製するための合成条件を調べた。すなわち,予め設定した光触媒機能性を高効率で発現すると期待される混合粉体(TiO2+電気石)を選定し,所定混合比の混合粉体をアルコール系揮発性液体を溶媒として分散させた混合液を合成し,それらを空気中および酸素中で噴霧しガラス基板上に堆積し,その後熱処理によりポーラス性を制御できる薄膜を合成した。当初期待した光触媒特性と合成条件の相関関係は現在研究中である。新しい簡易型のポーラス性薄膜を合成できることが分かり,今後萌芽的研究として発展させて実験研究を続行する計画である。