2015 Fiscal Year Annual Research Report
電気化学光電子分光によるイオン液体/電極界面近傍の反応拡散層のIn-situ解析
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25620015
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
今西 哲士 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (60304036)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | イオン液体 / 拡散 / 電析 / 金属イオン / ホッピング / 電極 / 拡散層 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度において、電極近傍の拡散層内よりさらに沖合の領域において、拡散層内とは逆の拡散挙動（溶質濃度増加に対して、拡散速度が増加する）が見られた。本年度はこれを詳しく調べていった。その結果、単純なAg+イオンのみでは、この現象は見られず、Li+イオンなどの不活性イオンを添加して初めてこの現象が見られることが分かった。こうした結果とシミュレーションの解析により、この領域（拡散層領域よりもAg+イオンが高濃度である）において、Ag+イオンが非極性ドメイン内を優先的に拡散していることによって発現していることが分かった。
また、拡散金属イオン種の依存性についても調べた。特に、Cu+イオンを拡散種としたとき、非常に大きな拡散速度の増大と、それに伴う欠乏領域（拡散層内において、溶質イオン濃度が極端に低くなる領域）の増大が観測された（Ag+イオンの2倍程度）。このことは、Cu+とAg+のまわりのイオン液体イオンとのクーロン相互作用とホッピングエンタルピーの違いなどから説明が出来た。
さらに、本年は、これらの拡散機構を利用した材料作りへ展開した。純粋にAg+のみを加えた時と、不活性物質としてLi+イオンを加えたときとでは、Agの電析物形状が大きく異なり、拡散速度の制御によって、析出プロセスが変化したことを示している。
これらの結果は、いずれも、研究代表者の提案した溶液粘度によらない（Stokes-Einstein式に従わない）ホッピング様高速拡散モデルを支持するものであり、本研究において、最初に提案したモデルの厳密化にも成功した。今後は、この研究をもとに、拡散プロセスのさらなる制御法の開発とその応用研究へも発展させていく予定である。
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[Presentation] イオン液体 / ルブレン単結晶界面の周波数変調AFMによる高分解能観察と電気二重層FET特性2015
Author(s)
横田 泰之, 原 援又, 森野 裕介, 坂東 賢一, 大野 桜子, 今西 哲士, 岡田 悠悟, 松井 弘之, 植村 隆文, 竹谷 純一, 福井 賢一
Organizer
第35回表面科学学術講演会
Place of Presentation
つくば国際会議場（茨城県つくば市）
Year and Date
2015-12-01 – 2015-12-03
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