固体電解質電極をイオン供給源とした無機固体の微小部組成制御法の開発

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本年度は金属イオン伝導性微小電極(陽極)から発生する金属イオンを対極基板上の局部に堆積させること、および界面移動を組み合わせることで、堆積する金属微小構造体の形態制御を試みた。結果として、電場印加を行いながら対極から連続的に微小電極を引き離すことで、界面に金属微小ワイヤーの生成が確認できた。さらに、対極基板に沿って微小電極を走査することで基板上に金属構造のパターン化に成功した。金属微小構造体の生成の可否は使用する金属イオン伝導体の伝導特性および周囲の温度に影響されることが見いだされた。銀構造体を形成する場合、純粋な銀イオン伝導体の使用により微小構造体は容易に作製可能であったが、銀イオン-電子混合伝導体では電子による漏れ電流の発生により効率的な銀イオンの供給・堆積が困難であった。また、金属イオン伝導性微小電極(陰極)を金属対極に接触させて直流電圧を印加することで、金属対極を局所的に金属イオンとして微小電極中に溶解させるという原理を有する「固体電気化学マイクロマシニング」法を開発した。この手法により金属基板の微細加工が可能であることが証明された。基板の加工形状は微小電極の形状と一致し、電極形状を金属基板上に正確に転写することができた。金属基板上での微小電極走査を組み合わせることで、金属基板上にマイクロメートルレベルの精細な加工溝パターンを形成できることが分かった。適当な金属イオン伝導体を選択することで、1価および2価の金属イオンを生成する金属の微細加工に成功した。