2021 Fiscal Year Annual Research Report
多層金属ナノ構造を利用した応力誘導原子拡散による極小単結晶ナノウィスカーの創製
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20K20959
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
徳 悠葵 名古屋大学, 工学研究科, 講師 (60750180)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木村 康裕 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (70803740)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 金属ナノ材料 / 薄膜 / ナノワイヤ / ナノチューブ / 応力誘導 / 固相還元 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年の環境・エネルギー問題を解決する手段として，人工光合成が注目されており，二酸化炭素（CO2）の分解触媒として銅のナノ粒子が研究されている．しかしながら現状では，分解時のエネルギー収支（得られるエネルギーに対する分解促進に必要なエネルギーの割合）が悪く，実用的な人工光合成に至っていない．エネルギー収支の改善を行うためには，触媒作用に有効な結晶面を特定し，露出面積を増やすといった対策が有効と考えられる．しかし，ナノスケールの材料を自由な形状で創製・取り扱うことは容易でなく，多くの研究報告では最も単純な粒子状材料に限定されているのが現状である．
そこで本研究では，独自のコアシェル型ナノチューブの作製手法またはテンプレート法を利用し，極小の単結晶銅ナノウィスカーの創製を目的とする．極小ナノウィスカーは粒子状とは異なり，高アスペクト比かつ大きな結晶露出面積を持つ新たなCO2分解触媒として期待できる．最終年度に得られた成果は以下の通りである．
ナノウィスカーの結晶制御：当初予定していたコアシェル型ナノチューブからのウィスカー成長には再現性が低く，析出するウィスカーの本数が極めて少ないことから，テンプレート法のよる高密度高配列単結晶ナノウィスカーの作製を試みた．従来テンプレート法における電着プロセスでは単結晶Cuナノ材料の作製は困難とされているが，本研究では電着プロセスにおける電圧および電流密度，電解液の温度の最適化により単結晶Cuウィスカー配列の作製に成功した．以上より，本成果は高秩序かつ高密度・大面積の単結晶銅ナノウィスカーアレイを生産する基盤技術として発展が期待できる．
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