ポーラスアルミナ薄膜を用いたZnOナノ粒子の作製と光学特性の研究

• 研究課題/領域番号: 16654051
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 大阪府立大学 (2005); 大阪女子大学 (2004)
• 研究代表者: 河相 武利 大阪府立大学, 理学系研究科, 講師 (00214586)
• 研究分担者: 木舩 弘一 大阪府立大学, 総合教育研究機構, 助教授 (80195346)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円); 2005年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円); 2004年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
• キーワード: ポーラスアルミナ / ナノスケール / 酸化亜鉛 / 光学特性 / 陽極酸化

研究概要

本研究の目的は、陽極酸化法によって作製したポーラスアルミナ薄膜のナノスケールの細孔を用い、ZnOナノワイヤーやナノドットを作製し、その結晶構造や基礎的な光学特性を明らかにすることである。
本年度は、昨年度関連性を見いだした陽極酸化時の印加電圧,電解液の種類,液温を用いて、目的とする細孔径を有するポーラスアルミナ薄膜の作製を行った。ポーラスアルミナ薄膜自身の反射スペクトルを測定すると、表面と裏面との干渉に起因した振動スペクトルが明確に観測され、平行度及び透明度の高いポーラスアルミナ薄膜が得られていることが分かった。また、ロダミン6Gなどの蛍光色素を細孔中にドープしたポーラスアルミナ薄膜においては、細孔径に依存した発光バンドの系統的なピークシフトが観測され、サイズ効果の出現を伺わせた。
このようなポーラスアルミナ薄膜の細孔中にZnOナノ粒子の作製についても試みた。その結果、多くは表面に結晶性の悪い微粒子が作製されたが、一部ナノ粒子からと思われる強い緑色の発光が室温で観測された。低温においてはポーラスアルミナの発光に加えZnOの酸素欠陥に起因したと思われるブロードな発光バンドが観測された。今後、良質なZnOナノ粒子の作製条件の絞り込みと低温における詳細な光学スペクトル測定が課題として挙げられる。