酸化シリコンからのシリコン薄膜電解形成機構の解明と応用

• 研究課題/領域番号: 15K05652
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機工業材料
• 研究機関: 同志社大学
• 研究代表者: 後藤 琢也 同志社大学, 理工学部, 教授 (60296754)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 核形成 / 核成長 / 溶融塩電解 / シリカ還元 / シリカ溶解 / シリコン薄膜電析 / シリコン / 核発生 / 電解 / 核生成 / 結晶核制御

研究成果の概要

新たなSiの製造プロセスとして溶融塩電解法が注目されている。しかし溶融塩電解法ではそのメカニズムは明らかになっておらず、様々な特性をもつSiを作り分けることが難しい。そこで本研究では、Si核生成・核成長過程の解明を目的とし、SEMによる基板の観察などを行った。600℃の溶融LiF-KF中で0.70 Vの定電位電解を行った場合、0.0002 秒でSi核の生成が確認された。電解時間を長くすると核数の増加が確認され、これらの核の凝集に起因すると考えられる核のサイズの増加も確認された。さらに電解時間を長くすると、Si核上にSi核が析出することで、Siがデンドライト状に3次元成長することが確認された。

研究成果

• [雑誌論文] New Route of the Formation of Ordered FeNi by Electrochemical Nitriding and De-Nitriding Processes (2017)
  • 著者名/発表者名: Sakanaka Y.、Watanabe E.、Hayashi Y.、Goto T.
  • 雑誌名: Journal of The Electrochemical Society 巻: 164 号: 14 ページ: E525-E528
  • DOI: 10.1149/2.0891714jes
• [雑誌論文] Electrodeposition of porous Si film from SiO2 in molten BaCl2-CaCl2-NaCl (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshihide Sakanaka, Akira Murata, Takuya Goto, Kan Hachiya
  • 雑誌名: Journal of Alloys and Compounds 巻: 695 ページ: 2131-2135
  • DOI: 10.1016/j.jallcom.2016.11.056
  • 査読あり
• [雑誌論文] 加水分解法と電着法の組合せによるナノ酸化タングステン粒子分散ナノ結晶ニッケルの作製 (2016)
  • 著者名/発表者名: 御船智暉,加藤雄士,宮本博, 藤原 弘,後藤琢也
  • 雑誌名: 日本金属学会誌 巻: 80 ページ: 109-113
  • NAID: 130005120345
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrodeposition of Si film on Ag substrate in molten LiF-NaF-KF (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshihide Sakanaka, Takuya Goto
  • 雑誌名: Electrochimica Acta 巻: 164 ページ: 139-142
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Electrochemical Formation of Ca-Si in Molten CaCl2-KCl (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshihide Sakanaka, Takuya Goto, Kan Hachiya
  • 雑誌名: Journal of The Electrochemical Society 巻: 162
  • NAID: 120005842697
  • 査読あり
• [学会発表] Electrochemitry of nitrogen and oxygen in moletn salt (2016)
  • 著者名/発表者名: Takuya Goto
  • 学会等名: Rare earths 2016
  • 発表場所: 北海道大学（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-06-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 電析により作成したシリコン電極上におけるリチウムイオンの電気化学挙動 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中島健太郎，村田 照，坂中佳秀，後藤琢也，折笠有基，内本喜晴
  • 学会等名: 第56回電池討論会
  • 発表場所: 愛知県名古屋市
  • 年月日: 2015-11-11
• [学会発表] 溶融塩中でのSiO2 の電解還元によるモリブデンシリサイドの形成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 清水洋介，後藤琢也
  • 学会等名: 第47回溶融塩化学討論会
  • 発表場所: 兵庫県神戸市
  • 年月日: 2015-10-28
• [学会発表] 溶融BaCl2-CaCl2-NaCl-SiO2からの電解Si形成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中島健太郎, 坂中佳秀, 後藤琢也
  • 学会等名: 第47回溶融塩化学討論会
  • 発表場所: 兵庫県神戸市
  • 年月日: 2015-10-28
• [学会発表] 溶融塩化物浴中における単結晶Si基板上へのCa-Siの電気化学的形成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高島崇, 坂中佳秀, 後藤琢也
  • 学会等名: 第47回溶融塩化学討論会
  • 発表場所: 兵庫県神戸市
  • 年月日: 2015-10-28