ペロブスカイト型酸化物ナノ粒子合成のための紫外レーザー光分解法の開発

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本研究では, 多成分系ペロブスカイト型酸化物ナノ粒子を室温で直接合成するための紫外レーザー光分解法を開発することを目的としている。昨年度はLa, Ce, Fe, Co, Ti, Mgの金属硝酸塩溶液に対して紫外レーザー照射を試み, 沈殿物の生成の有無と相の同定を検討した。今年度はBサイトの構成元素となるZnの酸化物合成を試みた。硝酸塩が0.08 Mの濃度となるようにエタノール溶媒に溶解されたものを被照射溶液とした。この溶液にKrFエキシマレーザー(波長248nm, 650mJ/shot)を50Hzで30分照射した。その後, 沈殿物から塩を取り除くために蒸留水での洗浄, 遠心分離を回繰り返し, 室温での乾燥が施された。濃度0.05M〜0.4MのZn硝酸塩溶液にレーザー照射後, 得られた沈殿物をXRDにより解析したところ生成相が溶液濃度に依存することが判明した。0.05Mの試料においては酸化亜鉛(ZnO)の回折パターンが観測されたが、溶液濃度0.2Mの試料においてはZn(OH)_<1.58>(CH_3COO)_<0.42>・0.31H_2Oの回折ピークが出現した。さらに0.4Mの場合Zn_5(NO_3)_2(OH)_8・2H_2Oが生成した。照射時間が生成相に及ぼす影響を調査したところ, 溶液濃度0.1Mの試料においてZnOがZn(OH)_<1.58>(CH_3COO)_<0.42>・0.31H_2Oに変化する様子が見られた。すなわち, 溶液濃度が低くレーザー照射時間が短いときに紫外レーザー法により酸化亜鉛を得ることができた。また昨年度のセリアと比較すると収率は非常に低く、粒径は大きかった。Bサイトの構成元素は紫外レーザー照射により酸化物となることが確認されたため,ペロブスカイト型酸化物を得るためにはAサイトの構成元素を酸化物として析出させることが重要ということが判明した。