金属中における内部酸化を応用した酸化亜鉛ナノ構造体の作製

利用金属内氧化制造氧化锌纳米结构

• 批准号: 12J01667
• 负责人: 渡辺 圭
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J01667/
• 关键词: 内部酸化; ZnOナノ粒子; TEM観察

本研究では、金属中における内部酸化を応用して、透明または単結晶基板上へ、発光特性に優れた酸化亜鉛(ZnO)ナノ構造体を高密度に分散・配列させることを目指し、1. 内部酸化法により得られた酸化亜鉛粒子の発光特性評価と、2. 単結晶基板上への酸化亜鉛ナノ粒子の配列について研究を遂行した。1. 内部酸化によりPd中に析出したZnOの発光特性を評価するため、まずは研究代表者の所属する研究室が保有する分光装置を用いて発光特性の評価を実施した。しかし、分光装置の励起光の輝度が低いため、明瞭な発光スペクトルを得ることができず、発光特性を評価することができなかった。他方、応用に向けて、より安価なNiを母相金属とし、Pd-Zn合金、Ag-Zn合金と同様の条件にて内部酸化した。TEMによる断面観察と走査型電子顕微鏡(SEM)による表面観察を行ったところ、ZnOは内部酸化粒子を形成せずに、母相表面に皮膜を形成していることが明らかとなった。このことから、内部酸化によりNi母相中にZnOを析出させるためには、合金組成あるいは酸化条件の最適化についての更なる検討が必要である。2. 単結晶のアルミナ透明基板の(0001)面上へPd-Zn合金薄膜を成膜し、基板ごと700℃・1時間の条件で内部酸化をした。TEMにより断面観察を行ったところ、微細なZnO粒子が多数形成しているとともに、粗大なZnO粒子が形成している様子も観察された。粗大な粒子の形成について、SEMによる表面観察から、単結晶アルミナ基板上にPd-Zn合金膜が異なるバリアントをもって成膜されたためにΣ3対応粒界を形成し、同粒界上に粒界析出したものであることが明らかとなった。したがって、基板、基板表面の結晶面を含めたPd-Zn合金の単結晶薄膜の成膜条件の最適化を検討する必要性が示された。

In this study で は, metal に お け る internal acidification を 応 with し て, transparent ま た は 単 crystal substrate へ, 発 optical properties に optimal れ た acidification 亜 lead (ZnO) ナ ノ constructs を scattered high density に, match the さ せ る こ と を refers し, 1. Internal acidification method に よ り have ら れ た acidification 亜 lead particles の 発 optical properties evaluation 価 と, 2. 単 crystal substrate へ の acidification 亜 lead ナ の ノ particles with column に つ い を て research carries out し た. 1. Internal acidification に よ り に exhalation in Pd し た ZnO の 発 light feature を review 価 す る た め, ま ず は research representatives の belongs す る laboratory が retain す る を spectroscopic device with い て 発 light feature の review 価 を be applied し た. し か し, spectroscopic device の の wound up light luminance が low い た め, clear な 発 light ス ペ ク ト ル を have る こ と が で き ず, 発 optical properties を review 価 す る こ と が で き な か っ た. Fang, 応 に to け て, よ り Ann 価 な Ni を parent metal と し, Pd - zinc alloy, Ag - zinc alloy と with others の conditions に て internal acidification し た. TEM に よ る section 観 examine と walkthrough type electronic 顕 micro mirror (SEM) に よ る line surface 観 examine を っ た と こ ろ, ZnO は internal を acidification particles formed せ ず に, を に skin membrane formation on the surface of parent phase し て い る こ と が Ming ら か と な っ た. こ の こ と か ら, internal acidification に よ り Ni mother phase に ZnO を precipitation さ せ る た め に は, alloy composition あ る い は の acidification condition optimization に つ い て の more な る beg が 検 necessary で あ る. 2. Crystallization 単 の ア ル ミ ナ の transparent substrate (0001) surface へ Pd - zinc alloy film を film-forming し, substrate ご と 700 ℃, 1 time の conditions で internal acidification を し た. TEM に よ り line section 観 examine を っ た と こ ろ, imperceptible な が most ZnO particles formed し て い る と と も に, bulky な が ZnO particles formed し て い る others child も 観 examine さ れ た. Bulky の な particles formed に つ い て, SEM に よ る surface 観 examine か ら, 単 crystallization ア ル ミ ナ substrate に Pd - zinc alloy membrane が different な る バ リ ア ン ト を も っ て film-forming さ れ た た め に Σ 3 応 seaborne LiJie を し, with LiJie に LiJie precipitation し た も の で あ る こ と が Ming ら か と な っ た. し た が っ て の crystal surface, substrate and substrate surface contains を め た Pd - zinc alloy の 単 crystal film の film-forming condition の optimization を beg す 検 る necessity が shown さ れ た.

项目成果

FCC金属中に内部酸化で析出するZnO粒子の形態と構造のTEM観察

FCC金属内氧化沉淀ZnO颗粒形貌和结构的TEM观察

• 发表时间: 2012
• 作者: Kei Watanabe;Norihito Sakaguchi;Kazuya Kurokawa;渡辺圭
• 通讯作者: 渡辺圭

Morphology and crystalline structure of ZnO formed by internal oxidation in Pd

Pd内氧化ZnO的形貌和晶体结构

• 发表时间: 2013
• 作者: Kei Watanabe;Norihito Sakaguchi;Kazuya Kurokawa
• 通讯作者: Kazuya Kurokawa