二液相界面における薄膜成長にともなう界面張力変化と薄膜成長機構の解明

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18360347
• Research Institution: Akita University
• Principal Investigator: 金児 紘征 秋田大学, 工学資源学部, 教授 (20006688)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 多田 英司 秋田大学, 工学資源学部, 助手 (40302260)
• Keywords: 二液相界面 / 界面張力 / リプロン / 電析 / 薄膜

Research Abstract

二液相界面において電析を行うと電析物が界面に沿って二次元的に成長するが,この成長機構と界面の役割については未解明の問題が多く残されている.本研究では,電析時における薄膜成長と界面の役割を明らかにするために,成長にともなう界面張力変化に着目した.そこで,まず界面張力を非接触かつその場で観察するために,表面張力波(リプロン)の周波数が界面張力に依存することに着目し,リプロン周波数をレーザー弾性散乱法により経時的に測定する装置を設計した.この装置では,干渉性の良いグリーンレーザー(波長532nm,50mW)を二液相界面に対して電解質水溶液側から垂直入射し,リプロンによって散乱された散乱光に参照光を混合したときに生じるうなり(光ビート)の周波数をグレーティングによって測定する光ヘテロダイン方式による検波システムを適用した.光ビート信号はアバランシェ・フォトダイードモジュールによって電気信号に変換し,FFTアナライザーに入力した.リプロン周波数はその電気信号の周波数スペクトルから求め,さらに界面張力はLambの式から算出した.さらに,得られた界面張力の時間発展と二液相界面における薄膜成長との関係を調べるために,スペクトルアナライザーに内蔵される高速フーリエ変換の高速演算機能を用いて,リプロン周波数のスペクトルデータは内部で演算後,パーソナルコンピュータに転送し,界面張力を算出することができるようにした.本年度は,酢酸ブチル/硫酸亜鉛水溶液界面の界面張力測定に本装置を適用し,界面張力を測定することができることを確認した.