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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

Research Project

Project/Area Number 15760504
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Inorganic materials/Physical properties
Research InstitutionKyushu University (2004)
Kumamoto University (2003)

Principal Investigator

鎌田 海  九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (90315284)

Project Period (FY) 2003 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2003: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Keywords固体電解質 / 微小電極 / マイクロマシニング / 固体電気化学反応 / ガラス / ドーピング / マイクロコンタクト / 固体イオニクス
Research Abstract

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。

Report

(2 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2005 2004 Other

All Journal Article (3 results) Publications (4 results)

  • [Journal Article] Crack-free Lithium Ion Injection into Alkali Silicate Glass using Li^+ Conducting Microelectrodes2005

    • Author(s)
      K.Kamada, et al.
    • Journal Title

      Solid State Ionics (in press)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Manipulation of Metal Dispersions Inside Glass by Adjusting Potential Distributions Using Ion-Conducting Microelectrodes2004

    • Author(s)
      K.Kamada, et al.
    • Journal Title

      Journal of the Electrochemical Society Vol.151, No.5

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 固体イオニクスにおける微小電極の利用法2004

    • Author(s)
      鎌田 海
    • Journal Title

      希土類 Vol.45

      Pages: 45-50

    • NAID

      10014156663

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] K.Kamada, S.Yamashita, Y.Matsumoto: "Electrochemical Design of Metal Distribution in Alkali Silicate Glass with Ion-conducting Microelectrodes"Journal of Materials Chemistry. Vol.13, No.6. 1265-1268 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] K.Kamada, S.Udo, S.Yamashita, Y.Tsutsumi, Y.Matsumoto: "Quantitative Assessment of Solid Oxide Electrochemical Doping"Solid State Ionics. Vol.160, No.3-4. 389-394 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] K.Kamada, Y.Tsutsumi, S.Yamashita, Y.Matsumoto: "Selective Substitution of Alkali Cations in Mixed Alkali Glass by Solid-state Electrochemistry"Journal of Solid State Chemistry. VOl.177, No.1. 189-193 (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 鎌田 海: "固体間微小界面で金属微細構造を操る"化学と工業. Vol.56,No.10. 1149-1149 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report

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Published: 2003-04-01   Modified: 2016-04-21  

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