2013 Fiscal Year Annual Research Report
低純度シリコンの電気分解による高純度シリコンの析出
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23360334
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
佐々木 秀顕 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (10581746)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前田 正史 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (70143386)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 電気分解 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
二酸化シリコンを酸化リチウムおよび酸化マグネシウムとともに溶融し，これを電解浴として電気分解を行った．シリコンと合金を形成しやすい金属電極を陰極として電気分解を行った場合に，電位に依存して電極表面でシリコン合金が形成されることを見出した．この結果にもとづき，電気化学反応をシリコン合金の熱力学的性質と関連づけて解析するとともに，新たなシリサイド膜の製造方法として報告した．陰極上に純度の高いシリコンを得るためには，合金を形成しない物質を陰極とするか，もしくは合金形成後にシリコンと分離しやすい金属を用いる必要がある．また，電極上のシリコンの活量は合金作製時よりも高くなる反応条件が必要なので，より大きな電圧を与えることになる．本研究で得たシリコンの還元に必要となる電位や反応速度の情報は，溶融酸化物の電気分解によるシリコン還元の実現にむけて有用となる．
本研究では電解実験と平行してホウ素の酸化および揮発に関する調査を行った．ホウ素はシリコンの高純度化において最も除去困難とされる元素であり，スラグ精製や真空精製におけるホウ素除去が従来検討されてきた．また，ホウ素は弱酸化性雰囲気で B2O2(g) や BO(g) など多様の蒸気種として蒸発することが知られており，本実験のような酸化物の還元時にホウ素が共存した場合には亜酸化物となる可能性がある．そこで，クヌーセンセルを利用した高温質量分析によってB-O 系蒸気種の同定を行い，酸素分圧に依存してホウ素の酸化物や亜酸化物 B6O(s) と平衡する蒸気種を調査することを試みた．弱酸化性雰囲気におけるホウ素の反応を観察する際，粉末試料および蒸気種が金属および酸化物のどちらとも反応しやすいため，過去の実験では安定した測定が困難だった．酸化イットリウムで再現性よく安定した測定が可能となることを見出し，B-O 系蒸気種の観察に成功した．
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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