2002 Fiscal Year Annual Research Report
液相析出法により作製される金属酸化物薄膜の構造制御と物性
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12305056
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
出来 成人 神戸大学, 工学部, 教授 (10101065)
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| 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)
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| Keywords | 酸化チタン / 酸化スズ / 傾斜組成薄膜 / 液相析出法(LPD) / 金属フッ化物錯体 / 液相含浸法 / ナノアレイ / チタン酸バリウム |
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| Research Abstract |
傾斜組成薄膜に関してSnO_2薄膜の上にTiO_2を積層させることによりTiO_2単独の薄膜よりも光触媒活性が向上することから、本研究では積層構造を持つTiO_2よりも高い光触媒活性を得ることを目的にTi_xSn_<1-x>O_2傾斜薄膜を金属フッ化物錯体の溶液内平衡反応を利用した液相析出(LPD)法を用いて合成し、その光触媒活性について検討した。反応条件を変化させることで様々な組成分布を持つTi_xSn_<1-x>O_2傾斜薄膜の合成に成功した。傾斜組成分布を持つ薄膜はSnO_2/TiO_2薄膜、TiO_2薄膜よりも高い活性を示すことが明らかとなった。傾斜組成構造を有する場合、TiO_2への光照射によって生じた電子がより低いエネルギーをもつSnO_2の伝導帯に速やかに移動し、電子と正孔の再結合の割合が減少したためであり、薄膜の組成分布の相違が光触媒活性に大きく依存することが明らかとなった。
また、様々なサイズの細孔を持つシリコンウェハおよびウェハを鋳型として作製したレプリカフィルムを基板とし、周期構造を有する酸化物薄膜の合成を試みた。シリコンウェハを基板として用いLPD法によりTiO_2薄膜を析出させ、合成した薄膜を基板からピーリングした試料は薄膜の突起部分が基板と同様に規則正しく配列し、基板上に析出した際の形状を保っていることが明らかとなった。基板表面および細孔内壁面と底部にも薄膜が析出していることが明らかとなり、また反応時間の増加とともに膜厚が増加していることが確認された。レプリカフイルムを基板として用い場合、シリコンウェハと同様に周期的に配列した細孔を有していることが明らかとなった。β-FeOOH、BaTiO_3、SnO_2の各種LPD薄膜においてもTiO_2と同様に規則的に配列した細孔を有する薄膜の合成が可能であり、LPD法を用いることでナノレベルの規則構造を持った酸化物薄膜の合成が可能となった。
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[Publications] Hnin Yu Yu Ko: "Febrication and characterization of Pt nanoparticles dispersed in Nb_2O_5 composite films by liquid phase deposition"J. Mater. Chem.. 12・5. 1495-1499 (2002)
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[Publications] 出来成人: "Growth of metal oxide thin films from aqueous solution by liquid phase deposition, LPD, method"Solid State Ionics. 151巻. 1-9 (2002)
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[Publications] Hnin Yu Yu Ko: "Fabrication of high performance thin films from metal fluorocomplex aqueous solution by the liquid phase deposition"J. Fluorine Chem.. 120・2. 157-163 (2003)
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[Publications] 飯塚幸彦: "Control of composition Gradient in functionally Graded Ti/Fe oxide film prepared by the liquid phase deposition method"Trans. MRSJ. (印刷中). (2003)
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[Publications] 倉谷健太郎: "The effect of EDTA and EDTA rare earth metal complex on TiO_2 film deposition by the liquid phase deposition (LPD) method"Trans. MRSJ. (印刷中). (2003)
