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原子間力顕微鏡と原子層堆積法の併用による三次元原子配列制御と人工無機物質の合成

研究課題

研究課題/領域番号 10450331
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 無機工業化学
研究機関静岡大学

研究代表者

小林 健吉郎  静岡大学, 工学部, 教授 (20153603)

研究分担者 冨田 靖正 (冨田 端正)  静岡大学, 工学部, 助手 (50303532)
會澤 宣一  静岡大学, 工学部, 助教授 (60231099)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2000年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
1999年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワード原子配列 / 酸化チタン / 酸素吸着 / 光脱離 / ナノスケールパターン / 酸化テタン / 原子堆積法 / 原子層堆積法 / TiO_2
研究概要

これまで伝導性カンチレバーを持つAFMを用いてTiO2表面に局所的に電場を印加することにより酸素を吸着させることが出来た。また酸素吸着の後、紫外線を照射しながら正の電圧をTiO2に印加することにより吸着酸素の光脱離も可能となった。そこで、この吸着酸素あるいは脱離を空間的にどの程度の空間分解能で制御できるかを検討した。また、銅イオン伝導体Culを被覆させたカンチレバーを用いて、TiO2表面に金属銅の堆積実験を検討した。
ベクタースキャンを用いて任意のパターンでカンチレバーを移動できるようにした。まず最初に酸素中で-3.0Vの電圧をTiO2表面に印加しながら1000nmx1000nmの領域で縦縞のパターンを形成させることを試みた。その結果AFMトポグラフに5nm程度の隆起を持った縦縞のパターンが形成された。このパターンの幅は50nm程度と極めて広く、満足のいくものではなかった。そこで20nm×20nmの領域でSYならびにKKの文字をベクタースキャンで書いたところ、AFMトポグラフに5nm程度の隆起を持った文字SY, KKが形成され、文字幅は5nm程度と極めて高い空間分解能が得られた。このパターンは電流像からも確認出来た。この文字パターンは酸素中あるいはアルゴン雰囲気中でも消失せず、また紫外線照射だけでも何等の変化は認められなかった。しかし、紫外線照射を行いながら、10Vの電圧を印加することにより文字パターンは消失した。これらの結果からTiO2表面に電場印加することにより数nmの空間分解能で酸素吸着を局所的に起こすことが可能となり、加えて紫外線照射とプラスの電圧印加により吸着酸素の光脱離が選択的に起きることが明らかになった。
銅イオン伝導体Culを被覆させたカンチレバーを用いて、負の電圧をTiO2表面に印加すると銅が析出し、反対に正の電圧を印加すると堆積した銅が除去された。これはCulの銅イオンの電気化学的酸化還元反応がTiO2表面とCul界面で進行したことを意味している。堆積した銅は50nm以下の線幅を持ち、これによりナノスケールでの電極作成が可能となった。

報告書

(4件)
  • 2001 研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (26件)

  • [文献書誌] Shigenori Matsushiam: "Molecular Orbital Calculation for N-doped ZnO"Electrochem.. 68. 537-539 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kenkichiro Kobayashi: "Photo-induced Charge transfer in oxides and nitrides doped with transition metal ions"Trans. Mater. Resear. Soc. Jpn. 25. 249-252 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kenkichiro Kobayashi: "Control of Adsorption and desorption of oxygen on TiO2 surface by atomic force microscope"Trans. Mater. Resear. Soc. Jpn. 25. 253-256 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kenkichiro Kobayashi: "Electrochemical generation of hot plasma by pulsed discharge in an electrolyte"J. Phys. Chem.. 104. 6318-6326 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kenkichiro Kobayashi: "Spatial arrangement of oxygen molecules adsorbed on TiO2 surface by an atomic force microscope"Mat. Sci. Lett.. 19. 173-175 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shigenori Matsushiam: "Molecular Orbital Calculation for N-doped ZnO"Electrochem.. 68. 537-539 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kenkichiro Kobayashi: "Photo-induced Charge transfer in oxides and nitrides doped with transition metal ions"Trans. Mater. Resear. Soc. Jpn.. 25. 249-252 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kenkichiro Kobayashi: "Control of Adsorption and desorption of oxygen on TiO2 surface by atomic force microscope"Trans. Mater. Resear. Soc. Jpn.. 25. 253-256 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kenkichiro Kobayashi: "Electrochemical generation of hot plasma by pulsed discharge in an electrolyte"J. Phys. Chem.. 104. 6318-6326 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kenkichiro Kobayashi: "Spatial arrangement of oxygen molecules adsorbed on TiO2 surface by an atomic force microscope"Mat. Sci. Lett.. 19. 173-175 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shigenori Matsushiam: "Molecular Orbital Calculation for N-doped ZnO"Electrochem. 68・6. 537-539 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kenkichiro Kobayashi: "Photo-induced Charge transfer in oxides andnitrides doped with transition metal ions"Trans.Mater.Resear.Soc.Jpn. 25・1. 249-252 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kenkichiro Kobayashi: "Control of Adsorption anddesorption of oxygen on TiO2 surface by atomic force"Trans.Mater.Resear.Soc.Jpn. 25・1. 253-256 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kenkichiro Kobayashi: "Electrochemical generation of hot plasma by pulsed discharge in an electrolyte."J.Phys.Chem.. 104・26. 6318-6326 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kenkichiro Kobayashi: "Spatial arrangement of oxygen molecules adsorbed on TiO2 surface"Mat.Sci.Lett.. 19. 173-175 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kenkichiro Kobayashi: "Preparation of ZnO film by Atomic Layer Deposition"Electroceramics in Japan. 2. 158-162 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Yasumasa Tomita: "Synthesis and electrical properties of Li1-2xCuxMn2O4"Chem.Lett.. 1023-1024 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Shigenori Matsushima,: "Semiempirical band calculation of Pd-adsorbed SnO2 surface"Jpn.J.Appl.Phys.. 38. 4993-4996 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Yasumasa Tomita: "Diffusion mechanism of copper (I) ion in CuAlBr4 studied by nuclear"Solid State Ionics. 126. 121-131 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 小林健吉郎: "原子間力顕微鏡を用いた原子配列制御"Ceramic Data Book'99. 99. 49-51 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kenkichiro Kobayashi: "Spatial arrangement of oxygen molecules adsorbed on TiO2 surface"Mater.Sci.Lett.. 19. 173-175 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kenkichiro Kobayashi: "Field-Assisted Adsorption of Oxygen on Rutile Surface by AFM" J.Mater.Syn.Process.6・4. 249-253 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Kenkichiro Kobayashi: "Generation of Hot Plasma in Electrolytic Solutin" ISE. 7. 379-379 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Kenkichiro Kobayashi: "Energy Band Calculation of Ag-Adsorbed SuO_2 surface" ISE. 7. 905-905 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Yasumasa Tomita: "Structure and Dynamics of Li_3InBr_6 and NaInBr_4 by NMR" Z.Naturforsh. 53. 466-472 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Yasumasa Tomita: "New Lithium ion Conductor Li_3InBr_6 studied by ^7LiNMR" Chem.Lett.3. 223-224 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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