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金属/高分子ハイブリットによる光透過電極のワイドポテンシャル化

研究課題

研究課題/領域番号 19550136
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機能物質化学
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

岸岡 真也  群馬大学, 教育学部, 准教授 (30324007)

研究期間 (年度) 2007 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2009年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2008年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2007年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード電気化学 / 表面・界面 / 超薄膜 / 走査プローブ顕微鏡 / 表面・界面物性
研究概要

金や白金などの貴金属薄膜は電極材料として長年使用されてきたが、更に大きな潜在的な機能を有している。電極としての貴金属薄膜の機能を高めるために要求される三つの要素である、電子伝導性、光透過性、基板との密着性を高レベルで実現するための金属/高分子ハイブリッド材料を開発するために、予備的検討で使用していたスパッタ金薄膜を単結晶である蒸着Au(111)に置き換えることを目的に、前年度までにターボ分子ポンプ及び600℃まで昇温が可能な基板加熱ユニットを装備した真空蒸着装置を導入し、種々の条件下での真空蒸着による金薄膜形成を行い、チャンバーのベーキング時間と基板温度および加熱時間の最適化を図ることで、蒸着条件を検討してきた。蒸着薄膜に電気化学計測および走査型トンネル顕微鏡観察を適用し、(111)配向性とステップおよびテラス構造を確認できる最小膜厚の知見を得るのため、蒸着用真空チャンバーに水晶振動子製膜コントローラーを装着し、蒸着膜の膜厚の最適化を行ったところ配向性および表面の平滑性の維持には少なくとも50nm程度の膜厚が必要であることが判明した。それらの結果を踏まえて厚さが40~50nmの(111)配向した蒸着金薄膜を堆積し、エポキシ密着層を用いて石英基板に固定化することで光透過性電極を作製した。本電極を用いて分光電気化学用薄層セルを組立て、紫外・可視分光電気化学測定に供したところ、波長500nm付近を中心として電極材料自体が光の吸収を持つものの、Fe(CN)_6^<2+/3+>の電極反応に対して負の電位印加をした場合420nm付近の光の吸収の減少が明確に検出でき、単結晶電極が光透過性電極として用いることができることを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2009 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2010 2009 2008 2007

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (6件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Enhanced photo electrocatalytic activity of FTO/WO_3/BiVO_4 electrode by modified with gold/nano particles for water oxidation under visible light irradiation2010

    • 著者名/発表者名
      P. Chatchai, S. Kishioka, Y. Murakami, A. Y. Nosaka, Y. Nosaka
    • 雑誌名

      Electrochimica Acta 55

      ページ: 592-596

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced photoelectrocatalytic activity of FTO/WO_3/BiVO_4 electrode by modified with gold/nanoparticles for water oxidation under visible light irradiation2010

    • 著者名/発表者名
      P.Chatchai, S.Kishioka, Y.Murakami, A.Y.Nosaka, Y.Nosaka
    • 雑誌名

      Electrochimica Acta 55

      ページ: 592-596

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electron spin resonance detection of the radical species generated at electrode. Application of spin trapping reagent to the analysis of the electrode reactions for polymer electrolyte fuel cells2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Nosaka, K. Ohtaka, M. Kitazawa, S. Kishioka, A. Nosaka
    • 雑誌名

      Electrochemical and Solid-State Letters 12

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient photo catalytic activity of water oxidation over WO_3/BiVO_4 composite electrode under visible light irradiation2009

    • 著者名/発表者名
      P. Chatchai, Y. Murakami, S. Kishioka, A. Y. Nosaka, Y. Nosaka
    • 雑誌名

      Electrochimica Acta 54

      ページ: 1147-1152

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient photocatalytic activity of water oxidation over WO_3/BiVO_4 composite under visible light irradiation2009

    • 著者名/発表者名
      P.Chatchai, S.Kishioka, Y.Murakami, A.Y.Nosaka, Y.Nosaka
    • 雑誌名

      Electrochimica Acta 54

      ページ: 1147-1152

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin-trapping ESR detection of OH radicals generated in the electrode reactions for PEFSs2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Nosaka, K.Ohtaka, M.Kitazawa, S.Kishioka, A.Y.Nosaka
    • 雑誌名

      Electrochemical and Solid-State Letters 12

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical behaviors of multivalent complexes in room temperature ionic liquids based on quaternary phosphonium cations2008

    • 著者名/発表者名
      M. Matsumiya, S. Suda, K. Tsunashima, M. Sugiya, S. Kishioka, H. Matsuura
    • 雑誌名

      Journal of Electroanalytical Chemistry 622

      ページ: 129-135

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] FTO/SnO_2/BiVO_4 composite photoelectrode for water oxidation under visible light irradiation2008

    • 著者名/発表者名
      P. Chatchai, Y. Murakami, S.-y. Kishioka, A. Y. Nosaka, Y. Nosaka
    • 雑誌名

      Electrochemical and Solid-State Letters 11

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] FTO/SnO_2/BiVO_4 composite pnotoelectrode for water oxl dation under visible light irradiation2008

    • 著者名/発表者名
      P. Chatchai, Y. Murakami, S. -y. Kishioka, A. Y. Nosaka, Y. Nosaka
    • 雑誌名

      Electrochemical and Solid-State Letters 11

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical behaviors of multivalent complexes in room temperature ionic liquids based on quaternary phosphonium cations2008

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Matsumiya, Seiichi Suda, Katsuhiko Tsunashima, Masahi Sugiya, Shin-ya Kishioka, Haruaki Matsuura
    • 雑誌名

      Journal of Electroanalytical Chemistry 622

      ページ: 129-135

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of stable, highly flat gold film electrodes with an effective thickness on the order of 10nm2007

    • 著者名/発表者名
      S. Kishioka, J. Nishino, H. Sakaguchi
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry 79

      ページ: 6851-6856

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of Stable, Highly Flat Gold Film Electrodes with an Effective Thickness on the order of 10 nm2007

    • 著者名/発表者名
      Shin-ya Kishioka, Junichi Nishi no, Hiroshi Sakaguchi
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry 79

      ページ: 6851-6856

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 金属/高分子ハイブリッドによる光透過性 Au (111) 電極の作製2010

    • 著者名/発表者名
      岸岡真也
    • 学会等名
      電気化学会第77回大会
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス
    • 年月日
      2010-03-30
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 金属/高分子ハイブッドによる光透過性Au(111)電極の作製2010

    • 著者名/発表者名
      岸岡真也
    • 学会等名
      電気化学会第77大会
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス
    • 年月日
      2010-03-30
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 電気化学LPD法による酸化すずの析出2009

    • 著者名/発表者名
      岸岡真也, 丸山達也, 野坂芳雄
    • 学会等名
      2009年電気化学会秋季大会
    • 発表場所
      東京農工大学小金井キャンパス
    • 年月日
      2009-09-11
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Electrochemistry on flat gold film electrodes prepared by template-stripped method2008

    • 著者名/発表者名
      S. Kishioka, Y. Nosaka
    • 学会等名
      59th Annual Meeting of The International Society of Electrochemistry in Seville
    • 発表場所
      Spain
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 金/高分子ハイブリッド超薄膜での電極反応2007

    • 著者名/発表者名
      岸岡真也, 西野純一, 野坂芳雄
    • 学会等名
      2007年電気化学会秋季大会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス
    • 年月日
      2007-09-20
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Template-stripped 法による金属/高分子ハイブリッド薄膜の電気化学特性2007

    • 著者名/発表者名
      岸岡真也, 西野純一
    • 学会等名
      電気化学会第74回大会
    • 発表場所
      東京理科大学野田キャンパス
    • 年月日
      2007-03-31
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [産業財産権] 薄膜電極の製造方法2008

    • 発明者名
      岸岡真也
    • 権利者名
      岸岡真也
    • 出願年月日
      2008-08-05
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [産業財産権] 薄膜電極の製造方法2008

    • 発明者名
      岸岡真也
    • 権利者名
      長岡技術科学大学
    • 出願年月日
      2008-08-15
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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