| 研究課題/領域番号 |
17H04962
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| 研究種目 |
若手研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
化工物性・移動操作・単位操作
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
稲澤 晋 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30466776)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
24,050千円 (直接経費: 18,500千円、間接経費: 5,550千円)
2019年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
2017年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
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| キーワード | シリコン / イガグリ形状 / 発光材料 / 表面酸化 / 発光輝度 / エッチング / 反応中間体 / エッチングプロセス / 発光シリコン / 微細構造形成 / エッチングメカニズム / マイクロ粒子 / SiCl4亜鉛還元反応 / プロセス / 材料合成 / 熱収支 / 物質収支 / 酸化消光フリー / 亜鉛還元反応 / SiCl4 |
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| 研究成果の概要 |
SiCl4亜鉛還元反応で生成するシリコンマイクロ粒子を酸液でエッチングすると、多数の狭い溝が形成されたイガグリ形状のシリコン粒子へと変化する。このイガグリ粒子を紫外線で照らすと粒子は赤橙色に発光する。減圧下で粒子表面の酸化処理をしたイガグリ粒子では、大気中で発光させても発光強度の低下を抑制されることが確認された。また、エッチング条件を検討し、エッチング時の撹拌はエッチング進行には悪影響を及ぼすこと、反応中間体をシリコン粒子表面に滞留させることがエッチングでイガグリ粒子を得るために必要であること、を明らかにした。イガグリ形状の制御や立体構造を利用した長寿命発光材料の可能性を示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で対象としたシリコンマイクロ粒子は、特異なイガグリ形状である。この立体的な構造を活かし、大気中での酸化を防ぐシリコン発光材料の検討を行った。従来は酸化が消光の主原因であると捉えられていたが、本研究では減圧酸化を行うと発光輝度の低下が抑えられることを明らかにした。戦略的に酸化を用いれば、発光材料の長寿命化が可能であることを示唆する結果である。また、粒子エッチングで撹拌が逆効果であることを明らかにした。産業でも用いられるシリコンエッチングは、そのメカニズムに未解明の点が多い。イガグリ形状の制御にとどまらず、産業への貢献も可能な結果が得られた。
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