液相析出(LPD)法による酸化物薄膜の生成機構の解明

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09450325
• Research Institution: KOBE UNIVERSITY
• Principal Investigator: 出来 成人 神戸大学, 工学部, 教授 (10101065)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 水畑 穣 神戸大学, 工学部, 助手 (10283871) ; 梶並 昭彦 神戸大学, 工学部, 助手 (10169443)
• Keywords: 液相析出法 / 金属酸化物薄膜 / 水晶振動子マイクロバランス法 / 酸化バナジウム / 酸化チタン / 酸化鉄 / 希土類酸化物薄膜

Research Abstract

金属フッ化物の水溶液内加水分解平衡反応を利用した液相析出法による金属酸化物薄膜生成機構について検討を行った。
酸化チタン薄膜の薄膜生成条件を確立した後、酸化チタン薄膜を水晶振動子上に析出させることにより、水晶振動子マイクロバランス法による薄膜形成速度のモニタリングを行った。反応に関与する金属フッ化物錯体、ホウ酸の濃度により反応速度は変化し、薄膜形成反応が溶液内の金属フッ化物の平衡反応により進行していることを明らかにした。また、反応過程におけるin situ AFM,insituの表面電荷測定により、薄膜形成初期段階における誘導期間(薄膜成長が見られない期間)においては、基板上における酸化物の核生成反応が進行していることが明らかとなった。また、LPD法による酸化バナジウム薄膜の合成に成功し、焼成時の雰囲気によってそのバナジウムイオンの価数の制御ができることが明らかとなった。V_2O_5については、空気雰囲気中での焼成により作製され、Li^+イオンのインターカレーションが認められた。また、VO_2は窒素雰囲気中での焼成により作製され、70℃付近で電気伝導度の転移現象が認められた。また、FeOOH,Fe_2O_3からなる薄膜を作製した。さらに、従来フッ化物の沈殿が生成されるため、LPD法による薄膜合成が困難であるとされてきた希土類イオンをキレート化し、フッ化物含有の水溶液内で安定化することによって、希土類含有酸化物薄膜を調製に成功した。

Research Products

• [Publications] 出来成人: "液相析出法 (LPD法 : Liquid Phase Deposition) 法による機能性薄膜材料の合成" 表面技術. 49・1. 30-34 (1998)
• [Publications] Shigehito Deki: "Preparation of Composite Oxide Thin Films Containing Rare-Earth Elements by the Liquid-Phase Deposition Method" Extended Abstracts of JSPS International Workshop on Design and Soft Solution-Processing for Advanced Inorganic Materials. 133-135 (1998)
• [Publications] 出来成人: "液相析出 (LPD) 法による機能性酸化物薄膜の合成" 神戸大学産官学技術交流会予稿集. 18-20 (1999)