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イオンマイグレーションによる金属デンドライト創製の応用基盤の構築

研究課題

研究課題/領域番号 17H03139
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関東北大学

研究代表者

坂 真澄  東北大学, 工学研究科, 教授 (20158918)

研究分担者 李 渊  東北学院大学, 工学部, 准教授 (50625001)
木村 康裕  東北大学, 工学研究科, 助教 (70803740)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2019年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2017年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
キーワード機械材料・材料力学 / イオンマイグレーション / デンドライト
研究実績の概要

平成30年度は、イオンマイグレーション(IM)を活用して創製する金属(酸化物)微細構造の応用展開基盤の構築を実施し、以下の研究実績を得た。
1. 金属(酸化物)微細構造からなる透明導電膜作製のための分散液作製 昨年度にはIMによりポリエチレンテレフタレート基板上に金属微細構造を直接創製することで透明導電膜の試作に成功していたが、多分野への応用を容易にするためIMにより析出した金属微細構造からなる分散液の作製に着手し、これを達成した。界面活性剤と超音波を駆使した分散液作製技術と分散液を基板上にスピンコートする塗布技術を確立することで、金属微細構造を均一に塗布した透明導電膜の作製に成功した。
2. 金属(酸化物)微細構造からなる透明導電膜の信頼性および特性評価 実現した透明導電膜について、光透過率と表面抵抗の計測を実施した。異なる分散液作製条件と塗布条件において透明導電膜の光透過率と表面抵抗の相関関係を実験的に示し、IMを用いた金属微細構造分散液による透明導電膜の有効性を示した。
3.創製の影響因子解明と応用検討 前年度で方向付けに成功したIMにおける創製と構造の相関関係解明において、力学的作用に着目した塑性ひずみのIM微細構造創製量に及ぼす影響を実験的に調査した。陽極に与える塑性ひずみの増大が、陰極への微細構造析出量を増大させることを実験的に示し、力学的作用による微細構造析出量および析出形態の制御可能性を提案した。また異なる試みとして、眼鏡レンズを用いた曲面におけるIMに他に先駆けて挑戦し、金属微細構造の創製に成功した。さらに微細構造の応用検討として、前年度に創製した微細構造をもつハイブリッドCu-Cu2Oを用いて、リチウムイオン電池(LIB)用負極としてのサイクル特性を実験的に調査し、微細構造の導入が良好なサイクル特性を実現する知見を得た。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Morphology Control of Hybrid Cu-Cu2O Nanostructures Fabricated by Electrochemical Migration2019

    • 著者名/発表者名
      T. Aoki, Y. Li, M. Saka
    • 雑誌名

      Materials Letters

      巻: 236 ページ: 420-423

    • DOI

      10.1016/j.matlet.2018.10.146

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced fabrication of hybrid Cu-Cu<sub>2</sub>O nanostructures on electrodes using electrochemical migration2018

    • 著者名/発表者名
      S. Fukaya, T. Aoki, Y. Kimura, M. Saka
    • 雑誌名

      Mechanical Engineering Letters

      巻: 4 号: 0 ページ: 17-00604-17-00604

    • DOI

      10.1299/mel.17-00604

    • NAID

      130007383232

    • ISSN
      2189-5236
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fabrication of Large-Scale Ag Micro/Nanostructures Using Electrochemical Migration2018

    • 著者名/発表者名
      T. Nakakura, M. Saka
    • 雑誌名

      Micro & Nano Letters

      巻: - 号: 7 ページ: 923-926

    • DOI

      10.1049/mnl.2017.0913

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] イオンマイグレーションによる曲面への金属微細材料の創製に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      黒澤詠二郎,李渊
    • 学会等名
      日本機械学会 東北学生会 第49回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Green Fabrication of Micro/Nano Materials by Migration Phenomena2018

    • 著者名/発表者名
      M. Saka, Y. Kimura
    • 学会等名
      2nd World Congress on Nano Science and Nano Technology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mechanical Effect on Nanomaterial Growth by Electrochemical Migration2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Kimura, M. Saka
    • 学会等名
      International Conference on Nanomaterials & Nanotechnology 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] イオンマイグレーションと超音波照射によるマイクロ/ナノ材料の創製2018

    • 著者名/発表者名
      遠藤悠介,木村康裕,坂真澄
    • 学会等名
      日本機械学会 M&M2018材料力学カンファレンス
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 異なる電解液を利用したイオンマイグレーションによるCuO微細構造体の創製に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      村上晃太, 李渊
    • 学会等名
      日本機械学会東北学生会 第48回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Improvement of Metallic Nanostructure Fabrication Using Electrochemical Migration2017

    • 著者名/発表者名
      S. Fukaya, T. Aoki, Y. Kimura, M. Saka
    • 学会等名
      13th International Conference on Advanced Materials and Nanotechnology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of Al Microwires through Artificial Weak Spots in a Thick Film by Using Stress-Induced Migration2017

    • 著者名/発表者名
      H.-T. Lee, Y. Kimura, M. Saka
    • 学会等名
      Taiwan Association for Coating and Thin Film Technology 2017: International Thin Films Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 金属原子集積とナノ・マイクロ構造体形成に起因した絶縁保護膜の損傷挙動解明2017

    • 著者名/発表者名
      木村康裕, 坂真澄
    • 学会等名
      日本機械学会 M&M2017材料力学カンファレンス
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] イオンマイグレーションによるスズ系マイクロ・ナノ材料創製2017

    • 著者名/発表者名
      菊地博昭, 李渊, 木村康裕, 坂真澄
    • 学会等名
      日本機械学会 東北支部 第53期秋季講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] マイグレーション環境下の微細材料成長挙動に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      木村康裕, 坂真澄
    • 学会等名
      日本機械学会 東北支部 第53期秋季講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Crack/Damage Evaluation and Micro-Materials Fabrication in the Relation with Electric Field2017

    • 著者名/発表者名
      M. Saka
    • 学会等名
      11th International Conference on Advanced Materials & Processing
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 東北大学大学院工学研究科 坂・木村/燈明研究室

    • URL

      http://king.mech.tohoku.ac.jp/saka/index.htm

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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