導電性アモルファス酸化物の超薄膜からなる規則多孔体の作成

由导电非晶氧化物超薄膜组成的有序多孔体的创建

• 批准号: 15750174
• 负责人: 青木 芳尚
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15750174/
• 关键词: ゾル-ゲル法; ナノチューブ; 多孔質材料; ナノ構造体; ITO; 導電性セラミックス; テンプレート合成; 金属酸化物ナノ薄膜; 電気伝導性酸化物薄膜

本研究は表面ゾル-ゲル法とテンプレート合成法を組み合わせることにより、導電性金属酸化物のナノ構造体により骨格形成された、規則多孔体を作成することを目的としている。前年度までの研究において、我々はセルロース繊維(ろ紙).をテンプレートに用いて表面ゾル-ゲル法をおこなうことにより、壁厚:10-20nm、直径:100-300nm、長さ:2-15μmのチューブ状インジウム-スズ複合酸化物(ITO)が3次元的に絡み合った多孔質構造体を生成することに成功した。これらのITO多孔質構造体は、高い気孔率(>80vol%)であるにもかかわらず室温において高い導電率を示し、中でもインジウムとスズの元素比(In/Sn)が9/1のものは最も高い導電率、0.53Scm^<-1>を示した。In/Sn=9/1の試料に対し、空間充填率を用いて理論密度100%のときの見かけの伝導率を計算したところ、20Scm^<-1>となり、これはスパッタリング法で作成した厚さ20nmの高品質ITO薄膜の導電率とほぼ等しいことがわかった。本研究で作成したITO多孔質材料では、セルロース繊維におけるマクロスケールのネットワーク構造がそのままITOネットワークとして転写されている。従って、そのITOネットワーク構造が電子のパーコレーション経路を形成し、高い気候率にもかかわらず良い導電性を生み出すものと考えられる。これらのITO多孔質構造体は、その構造的・電気的特徴から、センサー、光電変換システムなど、様々な次世代デバイスへの応用が期待される。

This study aims to combine the structure of conductive metal oxides with the formation of regular porous bodies by surface modification and synthesis. The previous year's research was conducted in the middle of the year. A three-dimensional complex porous structure was successfully produced by using the surface-to-surface method with a wall thickness of 10-20nm, a diameter of 100-300nm, and a length of 2-15μm. The ITO porous structure has a high porosity (&gt; 80 vol %), a high conductivity at room temperature, and a medium conductivity with an elemental ratio (In/Sn) of 9/1, and a maximum conductivity of 0.53 Scm ^<-1>. In/Sn=9/1, the conductivity of the sample was calculated by the theoretical density of 100% and the conductivity of the sample was calculated by the theoretical density of <-1>20% and the conductivity of the sample was calculated by the theoretical density method. In this study, ITO porous materials were prepared. The ITO structure of the film is used to form an electronic circuit, a high temperature resistance film, a good conductivity film and a test film. The ITO porous structure is expected to be used in the next generation due to the electrical characteristics of the structure.

项目成果

Y.Aoki, T.Kunitake: "Solution-based fabrication of high-κgate dielectrics for next generation metal-oxide semiconductor transistors"Advanced Materials. 16・2. 118-122 (2004)

Y.Aoki、T.Kunitake：“下一代金属氧化物半导体晶体管的高κ栅极电介质的基于解决方案的制造”《先进材料》16・2（2004）。

Y.Aoki, T.Kunitake: "Solution-based fabrication of high-κgate dielectrics"Extended abstracts of international workshop on gate insulator 2003. 40-41 (2003)

Y.Aoki，T.Kunitake：“高κ栅极电介质的基于解决方案的制造”2003年栅极绝缘体国际研讨会的扩展摘要。40-41（2003）