2013 Fiscal Year Annual Research Report
高結晶・高配向ナノ粒子薄膜を用いた非結晶性基板への新規エピタキシャル成長法
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23686108
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
北條 大介 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (30511919)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 薄膜・微粒子形成操作 / ハイブリットナノ粒子 / エピタキシャル成長 / CeO2ナノ粒子 |
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| Research Abstract |
「高配向・均一ナノ粒子薄膜上の固相エピタキシャル成長」
結晶学的にCeO2上にはTiO2がヘテロエピタキシャルすることが知られている。そこで、２４年度の研究課題で得られたCeO2ナノ粒子単層薄膜上にTiO2薄膜をRFスパッタを用いて堆積（1～10 nm）させ、真空アニールを行い固相エピタキシャル成長するか検証した。堆積するTiO2薄膜の膜厚、成膜レート及び真空アニールなどの条件による成長膜の結晶性の違いを5軸X線回折（XRD）を用いて評価した。また、ナノ粒子薄膜の配向性をGISAXSで評価し、ナノ粒子薄膜の配向性とエピタキシャル成長との相関を探った。基板上に単層吸着させたCeO2ナノ粒子上に、一対一でTiO2がエピタキシャル成長していることが、透過型電子顕微鏡（TEM)による評価で確認できた。高分解能TEM評価から、CeO2（002）面上にアナターゼ型TiO2(004)面の方向にTiO2が成長していることが分かった。成膜レートは0.026 nm/sとなり、シリコン基板上に堆積させた場合（0.025 nm/s)とほぼ同じ成膜レートが得られた。
エピタキシャル成長が確認でき、成長薄膜の粒界が下地のCeO2ナノ粒子と完全に相関することから、成長後、作製したTiO2/CeO2タンデムナノ粒子を基板から取り出せるか検討した。その結果、フッ化水素酸水溶液につけることで、タンデムナノ粒子を取り出すことに成功したが、単層であるため、基板１ｃｍ２あたり、約10マイクログラムしか回収できず、透過電子顕微鏡で確認することはできなかった。
今後、TiO2/CeO2ナノ界面の物性を評価していく。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25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 |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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