2015 Fiscal Year Annual Research Report
ナノサイズの多孔ゲルマニウム表面の形成と触媒機能を付与する表面修飾プロセス開発
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24510179
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| Research Institution | The University of Shiga Prefecture |
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Principal Investigator |
柳澤 淳一 滋賀県立大学, 工学部, 教授 (60239803)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ナノ多孔構造 / ナノ微細構造 / ゲルマニウム / インジウムアンチモン / インジウムアンチモン / チタン / 酸化チタン / イオン照射 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
インジウムアンチモン（InSb）基板表面への高エネルギー集束イオンビーム（FIB）照射によって形成されるナノレベルの突起構造について、FIBの照射条件と突起構造の形状との関係を詳しく調べた。FIB照射時に1点にビームが留まる時間（滞留時間、dwell time）と、ビームの通過後に再度ビームが来るまでの時間（ビーム間隔時間）、さらには照射領域を繰り返して走査するときの繰り返し間隔（繰り返し時間）をパラメータとして調べた結果、繰り返し時間は加工形状に影響を及ぼさないことがわかった。また、ビーム間隔時間が大きいほど形成される突起の密度が大きくなることが確認された。これらのパラメータを制御することで、少なくともナノ突起の密度が制御できる可能性を示すことができた。
シリコン（Si）基板表面への低エネルギーガリウム（Ga）イオン照射で形成されるナノレベルの突起構造については、イオン電流密度と照射エネルギー、照射レートにより突起の形状および密度が変化して形成されることを確認した。この表面に水滴を垂らして接触角を測定したところ、ナノレベルの凹凸にも係わらず、同じ基板のイオン未照射領域の43°から107°に変化したことから、構造に起因する疎水性が付与されたことが示された。
金属チタン（Ti）表面を酸素プラズマによって酸化させる実験については、プラズマに投入するマイクロ波の電力とプロセス時間を変化させた試料につき、エックス線回折（XRD）によりプロセス後の試料の結晶構造を評価した。その結果、10 Wのパワーで2時間の酸素プラズマ照射した試料で酸化チタンの回折ピークが観測された。この表面の接触角を評価したところ、酸化前の76°から56°と、親水性に変化したことが示された。プラズマ処理により表面の凹凸形状には変化がなかったため、この接触角の変化は光触媒機能によることが示唆される結果が得られた。
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