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触媒反応を利用した純水による機能性材料の超平滑化エッチング

研究課題

研究課題/領域番号 16H02307
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生産工学・加工学
研究機関大阪大学

研究代表者

山内 和人  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10174575)

研究分担者 佐野 泰久  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40252598)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2016年度)
配分額 *注記
45,240千円 (直接経費: 34,800千円、間接経費: 10,440千円)
2016年度: 26,000千円 (直接経費: 20,000千円、間接経費: 6,000千円)
キーワード超精密加工 / 精密研磨 / 触媒化学
研究実績の概要

我々は、純水のみをエッチング液とし、白金などの触媒作用を利用した化学エッチング法(CARE(Catalyst Referred Etching)を提案しており、サファイアや水晶、SiC、GaNなどの結晶表面において、高度に規定されたステップ・テラス構造が得られることを見出している。他の研磨法に比べて、環境との調和性やクリーンルームとの整合性が高いなどの特徴がある。しかし、加工速度が十分とは言えず、加工メカニズムも詳細が明らかになっていない。本研究では、第一原理分子動力学に基づく反応シミュレーションや触媒材料の実験的な探索により、加工メカニズムの解明と加工速度の向上を目指している。今年度の計画は、①水晶およびSiCのCARE反応をモデル化し、第一原理分子動力学による加工メカニズムの解明を行う。②基礎加工装置を製作し、様々な関連パラメータと加工特性との関係を調査する。また、触媒材料の性能を系統的に評価する。特に、Ni触媒を優先的して行なう。③シミュレーションモデルとの整合性や、加工現象の直接的な理解のため、気相(水蒸気雰囲気)での加工特性を調べる、の様になっていた。
これまでの実績は、①において、水晶R面の間接的な加水分解反応に沿ったシミュレーションモデルを構築し、触媒と水晶表面間の距離をパラメータにした反応障壁の評価が可能になった。②において、開発予定の基礎実験装置の設計指針に反映させるため、Ni触媒の電気化学的な製膜手順を検討した。③において、既存の真空チャンバーへの回転導入機構を構築し、雰囲気制御された空間でのCARE反応観察の準備を行なった。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2016

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [学会発表] 触媒表面基準エッチング法の原理と加工特性2016

    • 著者名/発表者名
      山内 和人
    • 学会等名
      精密工学会2016年度秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      茨城大学(茨城県水戸市)
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Progress of mirror-based optical system for X-ray nanofocusing and imaging2016

    • 著者名/発表者名
      K. Yamauchi
    • 学会等名
      International Conference on X-ray Optics, Detectors, Sources, and their Applications 2016
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama, Kanagawa, Japan
    • 年月日
      2016-05-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] High-resolution imaging XAFS using advanced Kirkpatrick-Baez mirror optics2016

    • 著者名/発表者名
      S. Yasuda, S. Matsuyama, H. Okada, Y. Sano, Y. Kohmura, M. Yabashi, T. Ishikawa, and K. Yamauchi
    • 学会等名
      International Conference on X-ray Optics, Detectors, Sources, and their Applications 2016
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama, Kanagawa, Japan
    • 年月日
      2016-05-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2018-01-16  

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