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固体電解質電極をイオン供給源とした無機固体の微小部組成制御法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15760504
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 無機材料・物性
研究機関九州大学 (2004)
熊本大学 (2003)

研究代表者

鎌田 海  九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (90315284)

研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2004年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2003年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワード固体電解質 / 微小電極 / マイクロマシニング / 固体電気化学反応 / ガラス / ドーピング / マイクロコンタクト / 固体イオニクス
研究概要

本年度は金属イオン伝導性微小電極(陽極)から発生する金属イオンを対極基板上の局部に堆積させること、および界面移動を組み合わせることで、堆積する金属微小構造体の形態制御を試みた。結果として、電場印加を行いながら対極から連続的に微小電極を引き離すことで、界面に金属微小ワイヤーの生成が確認できた。さらに、対極基板に沿って微小電極を走査することで基板上に金属構造のパターン化に成功した。金属微小構造体の生成の可否は使用する金属イオン伝導体の伝導特性および周囲の温度に影響されることが見いだされた。銀構造体を形成する場合、純粋な銀イオン伝導体の使用により微小構造体は容易に作製可能であったが、銀イオン-電子混合伝導体では電子による漏れ電流の発生により効率的な銀イオンの供給・堆積が困難であった。
また、金属イオン伝導性微小電極(陰極)を金属対極に接触させて直流電圧を印加することで、金属対極を局所的に金属イオンとして微小電極中に溶解させるという原理を有する「固体電気化学マイクロマシニング」法を開発した。この手法により金属基板の微細加工が可能であることが証明された。基板の加工形状は微小電極の形状と一致し、電極形状を金属基板上に正確に転写することができた。金属基板上での微小電極走査を組み合わせることで、金属基板上にマイクロメートルレベルの精細な加工溝パターンを形成できることが分かった。適当な金属イオン伝導体を選択することで、1価および2価の金属イオンを生成する金属の微細加工に成功した。

報告書

(2件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (3件) 文献書誌 (4件)

  • [雑誌論文] Crack-free Lithium Ion Injection into Alkali Silicate Glass using Li^+ Conducting Microelectrodes2005

    • 著者名/発表者名
      K.Kamada, et al.
    • 雑誌名

      Solid State Ionics (in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Manipulation of Metal Dispersions Inside Glass by Adjusting Potential Distributions Using Ion-Conducting Microelectrodes2004

    • 著者名/発表者名
      K.Kamada, et al.
    • 雑誌名

      Journal of the Electrochemical Society Vol.151, No.5

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 固体イオニクスにおける微小電極の利用法2004

    • 著者名/発表者名
      鎌田 海
    • 雑誌名

      希土類 Vol.45

      ページ: 45-50

    • NAID

      10014156663

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kamada, S.Yamashita, Y.Matsumoto: "Electrochemical Design of Metal Distribution in Alkali Silicate Glass with Ion-conducting Microelectrodes"Journal of Materials Chemistry. Vol.13, No.6. 1265-1268 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kamada, S.Udo, S.Yamashita, Y.Tsutsumi, Y.Matsumoto: "Quantitative Assessment of Solid Oxide Electrochemical Doping"Solid State Ionics. Vol.160, No.3-4. 389-394 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kamada, Y.Tsutsumi, S.Yamashita, Y.Matsumoto: "Selective Substitution of Alkali Cations in Mixed Alkali Glass by Solid-state Electrochemistry"Journal of Solid State Chemistry. VOl.177, No.1. 189-193 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 鎌田 海: "固体間微小界面で金属微細構造を操る"化学と工業. Vol.56,No.10. 1149-1149 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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