遷移金属ナノワイヤー配列の強磁場環境における電気化学プロセシング

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15360402
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 福中 康博 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教授 (60111936)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石井 隆次 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (20026339) ; 日下 英史 京都大学, エネルギー科学研究科, 助手 (60234415)
• Keywords: 金属ナノワイヤー / 金属ナノチューブ / 遷移金属 / 電気化学プロセシング

Research Abstract

大面積高効率エネルギー変換貯蔵ナノ構造デバイスのマテリアルズプロセシングの要点の一つは核発生現象を成長過程と分離して制御することにある。パルス化技術を駆使すれば電折法は(a)核発生と(b)成長過程を分離して操作することが可能な成膜技術である。電析過程は電気2重曹の充放電過程、表面吸着原子のクラスター化およびそれらの表面拡散過程を経て核発生成長現象が進行する。Cu電折の核発生成長過程に及ぼす強磁場や重力レベルの影響を検討してきた。それらの研究成果をナノサイズのPCフィルターテンプレート技術と組み合わせることにより、比較的簡単に直径100nmの鉄属遷移金属ナノワイヤー配列を作ることが出来た。
現在、強磁場や高重力環境下でNiを中心に
(1)テンプレート内のナノサイズの物質移動過程とナノワイヤー配列形成機構の解明を試みつつ、
(2)エネルギー変換貯蔵デバイスへの展開を念頭において鉄属遷移金属ナノワイヤー配列や多層構造遷移金属ナノワイヤー配列、ひいてはナノチューブ配列技術を展開し、
(3)それらのナノ構造形成機構の解明に取り組みつつある。
発生H_2(g)を除去し、表面pHを制御すれば遷移金属ナノチューブ配列も作成できるようである。ULSIのCu配線技術においては添加剤技術によるSuper Filling現象が大きな研究課題とされている。ナノ構造体テンプレートを用いることにより、添加剤なしに遷移金属ナノワイヤー配列が作成できたことは興味深い。