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2011 Fiscal Year Annual Research Report

ナノ・マイクロ・ダブル掘起しテクスチャによる高機能光触媒膜の開発

Research Project

Project/Area Number 22560134
Research InstitutionIbaraki University

Principal Investigator

清水 淳  茨城大学, 工学部, 准教授 (40292479)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 周 立波  茨城大学, 工学部, 教授 (90235705)
小貫 哲平  茨城大学, 工学部, 准教授 (70400447)
尾嶌 裕隆  茨城大学, 工学部, 講師 (90375361)
山本 武幸  茨城大学, 工学部, 技術職員 (40396594)
Keywords掘起し / 引っかき / 光触媒 / 酸化チタン / 陽極酸化 / 振動
Research Abstract

本研究は,除菌や洗浄,人工光合成などへの応用が期待される酸化チタン膜において,その光触媒機能を向上させるため,純チタン板の微小引っかき加工に陽極酸化を組み合わせることにより,従来の酸化チタン微粒子の焼結では難しかった,高強度かつ高機能の酸化チタン膜を開発することを目的とする.高強度はバインダレス製造により,高機能はナノ・マイクロ・ダブル掘起し表面テクスチャの導入に伴う表面積および光吸収率の向上により成し遂げる.平成23年度は,前年度に得られた引っかきによる微小掘起し加工結果を参考に,微小かつ複雑な表面テクスチャを創成するために好適な条件を見極めた上,切込み深さ5μm,送り1μmで高速引っかきすることにより得られた初期表面(1μm周期で数百nmの深さの肩部に掘起しを伴う溝が形成)を,三軸加工機上で単結晶ダイヤモンド三角錐圧子(稜をすくい面)とファスト・ツール・サーボを用い,とくに切込み深さを数μmの振幅および数百Hzの周波数で正弦波状に変化させ,約20μmの送りで行った引っかきにより,純チタン平面上に溝の各寸法の変化はもちろん,肩部に形成される掘起しの寸法も変化に富んだ表面テクスチャの創成を試みた.その結果,前述の初期加工による表面凹凸(ナノ掘起し溝)が形成された表面に,さらに溝の面内周期および高低差ともに10μm未満の微小掘起しテクスチャを製造可能なことを明らかにした.そして,そのような加工により得られた微小テクスチャを有する純チタン表面を開発した装置で陽極酸化することにより,酸化チタン膜を製造した.その結果,酸化チタン膜厚が40nm程度になること,および引っかきにより創成されたテクスチャ表面に,さらに500nm未満の規模のオレンジピール構造が形成されることがわかった.これらの成果から,提案手法によりナノ・マイクロ・ダブル掘起し表面テクスチャが製造可能なことがわかった.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

「研究実績の概要」に記載したような成果が挙げられており,これは交付申請書に記載した目的および計画に着実に沿って研究が実施されたことによる.

Strategy for Future Research Activity

平成24年度は,平成23年度に製造可能であることが明らかになったナノ・マイクロ・ダブル掘起し表面テクスチャを有する酸化チタン膜について,実現可能な範囲で最適な加工条件を用い,さらに複雑かつち密なナノ・マイクロ・ダブル掘起し表面テクスチャを有する酸化チタン膜を製造するとともに,その光触媒機能を評価し,提案手法の有用性を検証する.そして最後に,3年の助成期間において得られた成果を報告書にまとめる.

  • Research Products

    (14 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 10 results) Presentation (3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Influence of Surface Micro Texture on Photocatalitic Function of Titanium Dioxide Film2012

    • Author(s)
      J. Shimizu, G. Kobayashi, N. Hasegawa, T. Yamamoto, H. Ojima, T. Onuki, L. Zhou
    • Journal Title

      Materials Science Forum

      Volume: Vols.706-709 Pages: 2646-2651

    • DOI

      DOI:10.4028/www.scientific.net/MSF.706-709.2646

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A study on the diamond grinding of ultra-thin silicon wafers2012

    • Author(s)
      L.Zhou, Y.Tian, H.Huang, H.Sato, J.Shimizu
    • Journal Title

      Part B : Journal of Engineering Manufacture

      Volume: 226 Pages: 66-76

    • DOI

      10.1177/0954405411414768

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 近赤外分光計測を用いた薄片シリコンウエハの厚さ計測法2011

    • Author(s)
      小貫哲平, 小野龍典, 尾嶌隆裕, 清水淳, 周立波
    • Journal Title

      砥粒加工学会誌

      Volume: 55 Pages: 729-732

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 大口径Siウエハ表面形状の計測評価技術に関する研究,-第1報:ウェーブレット変換を用いたノイズ除去手法の開発-2011

    • Author(s)
      周立波, 小野真志, 尾嶌裕隆, 清水淳
    • Journal Title

      精密工学会誌

      Volume: 77 Pages: 1165-1169

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Siウエハ仕上げ加工に及ぼす加工変質層の影響の解析2011

    • Author(s)
      清水淳, 周立波, 小貫哲平, 尾嶌裕隆, 山本武幸, 鈴木直紀
    • Journal Title

      砥粒加工学会誌

      Volume: 55 Pages: 662-667

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Finite element analysis of deflection and residual stress on machined ultra-thin silicon wafers2011

    • Author(s)
      Y.B.Tian, L.Zhou, Z.W.Zhong, H.Sato, J.Shimizu
    • Journal Title

      Semiconductor Science and Technology

      Volume: 26 Pages: 1-7

    • DOI

      10.1088/0268-1242/26/10/105002

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nanogrinding of multi-layered thin film amorphous Si solar panels2011

    • Author(s)
      Taro Sumitomo, Han Huang, Libo Zhou, Jun Shimizu
    • Journal Title

      International Journal of Machine Tools and Manufacture

      Volume: 51 Pages: 797-805

    • DOI

      10.1016/j.ijmachtools.2011.07.001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Deformation and material removal in a nanoscale multi-layer thin film solar panel using nanoscratch2011

    • Author(s)
      Taro Sumitomo, Han Huang, Libo Zhou
    • Journal Title

      International Journal of Machine Tools and Manufacture

      Volume: 51 Pages: 182-189

    • DOI

      10.1016/j.ijmachtools.2010.11.012

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spectroscopic Measurements of Silicon Wafer Thickness for Backgrinding Process2011

    • Author(s)
      Teppei Onuki, Naoto Takagi, Jun Shimizu, Hirotaka Ojima, Libo Zhou
    • Journal Title

      Advanced Materials Research

      Volume: 325 Pages: 672-677

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/AMR.325.672

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of CMG Wheels for Stress Relief in Si Wafer Thinning Process2011

    • Author(s)
      Yuki Mikami, Libo Zhou, Jun Shimizu, Hirotaka Ojima, Yoshiaki Tashiro, Sumio Kamiya
    • Journal Title

      Advanced Materials Research

      Volume: 325 Pages: 678-683

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/AMR.325.678

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Nanomold Fabrication by Scratching and Its Application to Nanoimprint Lithography2011

    • Author(s)
      J.Shimizu, W.Ohsone, H.Ojima, T.Onuki, L.Zhou, T.Yamamoto
    • Organizer
      6th Int'l Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century
    • Place of Presentation
      Saitama, Japan
    • Year and Date
      2011-11-09
  • [Presentation] Molecular Dynamics Simulation of Energy Dissipation Process in Atomic-scale Stick-slip Phenomenon2011

    • Author(s)
      J.Shimizu, L.Zhou, T.Yamamoto
    • Organizer
      Int'l Tribology Conference 2011
    • Place of Presentation
      Hiroshima, Japan
    • Year and Date
      2011-11-01
  • [Presentation] SPMによるナノ構造の創成に関する研究-機械および電気的手法による検討-2011

    • Author(s)
      清水淳, 高野巧一郎, 尾嶌裕隆, 小貫哲平, 山本武幸, 周立波
    • Organizer
      精密工学会秋季大会学術講演会
    • Place of Presentation
      金沢大学(角間)
    • Year and Date
      2011-09-21
  • [Remarks]

    • URL

      http://sites.google.com/site/nlabibarakitest/

URL: 

Published: 2013-06-26  

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