機能性酸化物の酸素吸収・放出特性およびそれに及ぼす溶解水素の影響

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05650729
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 八尾 伸也 大阪大学, 工学部, 助教授 (90029299)
• Keywords: ITO / 透明電極 / 水素の溶解 / 水蒸気の溶解 / C-希土類似構造 / 希土類酸化物 / 酸素の放出 / 電気伝導率

Research Abstract

ITO(In_2O_3-SnO_2)粉末の酸素放出・吸収現象を追求し,10^<-4>atmにおけるP(O_2)-C(O)曲線を作成し,曲線が昇降温に依存することを確認した。粉末X線回折手法による析出物の同定はできなかったことから,数原子単位で似たような結晶構造が混じりあったドメイン構造をとっており,その界面エネルギーが変化することにより,酸素の放出,吸収が異なってくる,と結論した。湿った空気中にITOを放置して水素あるいは水蒸気の導入を試み,その後に酸素の吸収を測定した。結果は放置前のITOと同じ結果となり,純粋なITOへの水素,水蒸気の溶解は小さいと結論した。しかし,実際のITO製品には含まれる不純物に起因した酸素欠陥の存在下で溶解する水素,水蒸気の量は無視できないはずである。水素,水蒸気の溶解機構を知るため,ITOと同じC-希土類似構造を有する化合物の中で,A_nO_<2n-2>構造をとるSc_2O_3-HfO_2系の化合物,およびバイロクロア型化合物のLa_2Zr_7の2種類について水素,水蒸気の溶解量を調べた。両化合物ともに水素,水蒸気の溶解は無視できるほど小さかったが,CaOが微量に含まれると,La_2Zr_7への明瞭な水蒸気の溶解が認められた。La,Zrの電荷は3^+,4^+とITOの場合と同じであり,不純物を含んだITOへの水蒸気の溶解も今後の研究のターゲットになることがわかった。またこの研究をとうして溶解H_2Oの検出技術を確立できた。ITOの酸素の吸収,放出と電気伝導率の変化の測定も試みた。両者は比較的対応している反面,対応してない部分も認められた。この後者については水蒸気の影響,あるいは他のメカニズムなど今後の研究の重要なターゲットになることを確認できた。

Research Products

• [Publications] 八尾伸也: "ITO(In_2O_3-SnO_2)粉末の酸素放出特性と化学ヒステリシス" 資源・素材関係学協会秋季大会分科研究会資料. X. 36-41 (1994)
• [Publications] 八尾伸也: "ITO(In_2O_3-SnO_2)粉末の酸素放出特性と化学ヒステリシス" 日本金属学会シンポジウム″半導体材料製造プロセスと高温物理化学″予縞集. 1. 41-44 (199)