2020 Fiscal Year Annual Research Report
Microwave Coating Technology for Nano Oxide Materials
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18K05286
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
木嶋 倫人 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (50356870)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | マイクロ波合成 / 酸化物ナノ結晶 / ナノ粒子 / コーティング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、マイクロ波を利用して、プラスチック等の低融点基板にダメージを与えずに酸化物層をコーティングする技術を確立し、様々なエネルギー・環境材料、電子デバイス材料開発に応用することである。研究期間の前半では、マイクロ波による急速加熱効果を利用した酸化物ナノ結晶の液相合成研究を行い、後半では、得られたナノ結晶を含有するコーティング溶液を調製し、フレキシブル基板上へのコーティング実験を行うとともに、マイクロ波の選択加熱効果を利用したコーティング技術についても検討する計画であった。
研究期間全体を通じて、透明導電体材料であるITO（Tin-doped In2O3）、電池材料としてのFe2O3、サーモクロミック材料であるルチル型V1-xWxO2について、分散性に優れ、粒度分布の少ない均一なナノ結晶の液相合成方法を確立した。本年度実施した合成メカニズムの検討では、マイクロ波合成では短時間で酸化物ナノ結晶が生成され、副生成物である水酸化物の生成が抑制されることが明らかになった。さらには、V1-xWxO2の構造相転移温度を室温付近に制御することに成功し、転移温度が、W置換量だけでなく、粒子サイズおよび結晶性にも影響されることを明らかにした。
コーティング実験については、今年度は、主としてITOナノ結晶の薄膜化の検討を行った。溶媒（水系および溶剤系）と分散剤との組み合わせを複数検討し、メカニカルなナノ分散技術も取り入れ、ITOコーティング溶液を調製した。これをPET（ポリエチレンテレフタラート）基板上にスピンコートすることにより薄膜化し、光学特性を明らかにした。さらに今年度は、マイクロ波加熱により液相中で酸化物ナノ粒子を基板上に直接析出させるために、温度と圧力を制御した状態でシングルモードのマイクロ波照射が可能な合成装置を構築し、マイクロ波コーティングの実験を可能にした。
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