2019 Fiscal Year Research-status Report
反応性固相ディウェッティングによるナノホール形成と構造制御
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18K04895
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| Research Institution | Konan University |
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Principal Investigator |
内藤 宗幸 甲南大学, 理工学部, 教授 (10397721)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ナノポア / 金属ナノ粒子 / 透過電子顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、昨年度得られた透過電子顕微鏡法によるナノポアの形態・構造評価の結果を踏まえ、ナノポアのサイズ制御に関する研究を行った。高温熱処理によって誘起される金属ナノ粒子の熱酸化シリコン膜への分散に伴い形成されたナノポアについて、試料作製条件とナノポア長及びナノポア径における相関について精査した。なお、本研究では、鉄、コバルト、ニッケルのナノ粒子を用い、これらの金属ナノ粒子の作製には薄膜の固相ディウェッティング現象を利用した。いずれの金属ナノ粒子を用いた場合でも、熱酸化シリコン膜へのナノ粒子分散距離は熱処理の保持時間に比例することが確認され、金属ナノ粒子の分散速度からナノポア形成速度を見積もった。このようなナノポア形成速度は熱処理温度の増加に伴い増大するが、金属ナノ粒子の粒子径にも依存することが明らかとなった。また、金属ナノ粒子の粒子径に対するナノポア径の値はほぼ一定であったが、コバルトナノ粒子やニッケルナノ粒子と比較して、鉄ナノ粒子ではその値が半分以下となっており、相対的にナノポア径が小さくなることを見出した。熱酸化シリコン膜に分散したナノ粒子は球体に近い形状を有していたが、金属ナノ粒子とナノポアが接する領域は平坦であり、この領域にはそれぞれの結晶の安定面である(110)面や(111)面などの結晶面に対応するファセットが形成されていた。これらのファセットの幅とナノポア径はほぼ等しく、結晶面の安定性が高いほどナノポア径が大きくなることが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は研究計画に従って、ナノポアのサイズ制御に関する研究を実施した。作製条件と得られたナノポアにおける形態との相関を明らかにすることができたことからおおむね順調に進展していると思われる。一方で、ナノポア形成メカニズムに関する研究については、基礎データは得られたものの、メカニズムの解明には至っていないため引き続き調査が必要である。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、本年度に着手したナノポア形成メカニズムの解明に関する研究について、さらなる知見を得るため引き続き実験を行う。本年度得られた試料作製条件に関する基礎的な実験データを参考に、ナノポア形成メカニズムのモデル構築を目指す。
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| Causes of Carryover |
2020年3月に開催予定であった学会に参加するため旅費を計上していたが、新型コロナウィルス感染拡大の影響により学会が開催中止となったため。差額については、本年度購入した装置を利用するにあたり、新たに必要となった消耗品購入に利用する予定である。
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