2016 Fiscal Year Research-status Report
高性能化に向けたメソ多孔性セラミックス薄膜の精密合成
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16K17966
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
鈴木 孝宗 東京理科大学, 研究推進機構総合研究院, 助教 (10595888)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 無機工業化学 / セラミックス / ナノ材料 / 多孔体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者が既に手法を確立している両親媒性界面活性剤のミセルを有機鋳型として用いるsoft-template法とマイクロ波加熱を用いることで、高温焼成を必要としないメソ多孔性セラミックスの作製手法を確立し、細孔骨格の結晶化に伴うメソ細孔の崩壊を防ぐことを目的とした。
材料としては酸化チタンとチタン酸バリウムを選択し、界面活性剤と無機種のゾルからなる前駆養液をスピンコート法によりシリコン基板に成膜した。作製した薄膜試料に0.5 kW～3 kWのマイクロ波（2.45 GHz）を10分間照射した。マイクロ波照射後の薄膜の結晶性を調べるために薄膜Ｘ線回折を測定したところ、比誘電率が大きくマイクロ波吸収能の高いチタン酸バリウムにおいては、マイクロ波加熱による骨格結晶化を実現できる可能性が示唆された。
また、作製した薄膜試料に1時間オゾン処理を施すことで、鋳型である界面活性剤ミセルを除去する事ができ、規則的なナノ細孔構造が得られることを走査電子顕微鏡(SEM)測定より見いだした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
初年度でマイクロ波加熱を用いたメソ多孔性セラミックス薄膜の合成を実現する予定であった。これまで、チタン酸バリウム薄膜においては骨格結晶化実現の可能性は見いだせたものの、実際に結晶化した骨格を持つメソ多孔性セラミックス薄膜を得るまでには至っていないため。
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| Strategy for Future Research Activity |
マイクロ波加熱を用いたメソ多孔性セラミックス薄膜合成については、マイクロ波強度・照射時間および薄膜試料の膜厚を変えた実験を引き続き行い、高温焼成を用いない無機多孔性セラミックス薄膜の合成手法を確立する。
また、これと平行して液相におけるエピタキシャル成長を活用して、無機骨格における微結晶の結晶面を制御する手法を確立し、擬似的な単結晶骨格内にメソ孔が存在するようなメソ多孔性セラミックス薄膜の作製にも着手する。
これらの研究により精密に合成されたメソ多孔性セラミックスの物性評価を行い、高性能化が達成されることを実証する。
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| Causes of Carryover |
申請時当初、マイクロ波加熱装置は購入する予定であったが、公的研究機関で安価な料金で使用できることがわかった。研究初期の予備実験的な段階においては、公的研究機関の共通機器を使用する方がよいと判断し、マイクロ波加熱装置の購入を控えたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
公的研究機関のマイクロ波加熱装置を引き続き利用し、マイクロ波加熱によるメソ多孔性セラミックス薄膜合成のめどが立ったら、当初予定していたマイクロ波加熱装置の購入を検討する。
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