| 研究概要 |
1.目的 構造材として使用される金属上の不動態皮膜は,未だ確固たる構造,組成などは明らかになっていない。申請者らは,種々の光学手法,電気化学手法を通じて,種々の金属の不動態皮膜の厚さ,構造,組成を明らかにしてきている。ここで,陰イオンが表面不動態皮膜に及ぼす影響は,吸着過程を通じて起こるとの説が有力であるが,測定手法が確立されたない無いため未だ確証は得られていない。本研究は吸着に伴う酸化物表面の電子準位情報を光学手法(ルミネッセンス測定,電位変調反射測定)から調べ,吸着過程による皮膜の物性変化を求めようとするものである。
2.結果(1)鉄やステンレス鋼の不動態皮膜では,そのn型半導体の特性に応じてレドックス電流の整流作用が見られる,一方,ニッケル不動態皮膜は電子電流にその整流作用が見られない。ニッケルの不動態皮膜はイオン電流に関しては障壁として機能するが,電子電流に関しては良導体であることがわかる。電位変調反射や電極インピーダンス測定から,ニッケルの不動態皮膜内の電位が主に酸化物/金属界面にかかっていることに対応する。(2)チタン電極のアノード酸化物薄膜からの光励起ルミネッセンス発光を測定した。チタンのアノード生成酸化物として考えられているTiO_2のバンド・ギャップ以上のエネルギーを持つCd-Heレーザ光を用いて励起すると,酸化物薄膜からの微弱な発光が見られた。この発光のエネルギーはそのピークエネルギーが約3.1eVであり,TiO_2のバンドギャップに対応し,以前のラマンスペクトル測定結果を裏付けている。発光強度は大きく酸化電位に依存するとともに発光ピークエネルギーがわずかに酸化電位とともにシフトする。
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