アノード酸化にもとづいた複合アニオン化合物作製技術の創生

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金属ガリウムを酸性電解液中にてアノード酸化すると，ガリウム表面にはナノ細孔配列を有するポーラス酸化ガリウム層が形成されることが報告されている。しかし，金属ガリウムのアノード酸化に関する報告の数は，アルミニウムやチタンなど他金属のアノード酸化の場合に比べて非常に少ない。これは金属ガリウムの融点が30℃と他の金属に比べて低く，取り扱いが困難なことに由来すると考えられる。このため，ガリウムのアノード酸化メカニズムは，未だ明らかになっていない。本課題では，まず，金属ガリウムの基本的なアノード酸化挙動について調査を実施した。金属のアノード酸化挙動を調査する場合，研究の初期段階では，単結晶金属がよく用いられる。しかし金属ガリウムの単結晶は販売されておらず，単結晶の作製手法も報告がない。そこで本課題では，単結晶ガリウムの作製方法から検討を始めることとした。詳細な検討の結果，単結晶ガリウムを得ることが出来た。異なる結晶配向の単結晶ガリウムにアノード酸化を施したところ，結晶方向によってナノ細孔の成長方向が異なる様子が観察された。このことからガリウムのアノード酸化により形成されるポーラス酸化ガリウムのナノ細孔の成長方向は，金属ガリウムの結晶方向に大きく依存することが明らかとなった。このような現象は，他金属をアノード酸化する場合では報告がなく，今のところガリウム特有の現象だと考えている。金属のアノード酸化により形成される金属酸化物層には，アノード酸化に用いられる電解液中のアニオンが取り込まれることが知られている。複合アニオン化合物の作製を試みるにあたり，ポーラス酸化ガリウムの組成分析は必要不可欠である。本検討では，ポーラス酸化ガリウムに取り込まれたリン酸アニオンの空間分布を調査した。その結果，リンがサンプル全域にわたって均質に分布している様子が観察された。得られた成果は，国内の学会にて報告した。