気相堆積法による平坦化酸化物表面を利用したLiイオン電池固体電解質界面のナノ解析

• 研究課題/領域番号: 23656030
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 北陸先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 笹原 亮 北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 助教 (40321905)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2012年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2011年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: 固体電解質界面 / リチウム / 炭酸プロピレン / 二酸化チタン / 走査トンネル顕微鏡 / リチウムイオン電池 / 周波数変調原子間力顕微鏡

研究概要

酸化物電極表面における電解質分子と溶媒分子の反応サイトを特定することを目的とし、二酸化チタン単結晶表面におけるLi 原子と炭酸プロピレン分子の吸着状態を解析した。Li 原子は単原子ステップに濃縮され、炭酸プロピレン分子はO 原子欠陥で安定化されることを明らかにした。得られた結果は、電極表面ナノ構造の制御が固体電解質界面の最適化の鍵になることを示している。

研究成果

• [雑誌論文] Adsorption of Propylene Carbonate Molecules on a TiO2(110) Surface (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Tatsumi, A. Sasahara, and M. Tomitori
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. 巻: 117(25) ページ: 10410-10416
  • 査読あり
• [雑誌論文] 2 nm Quantum Optical Lithography (2013)
  • 著者名/発表者名: E. Pavel, S. Jinga, E. Andronescu, B. S. Vasile, G. Kada, A. Sasahara, N. Tosa, A. Matei, M. Dinescu, A. Dinescu, O. R. Vasile
  • 雑誌名: Opt. Commun. 巻: 291(15) ページ: 259-263
  • 査読あり
• [雑誌論文] 2 nm Quantum Optical Lithography (2013)
  • 著者名/発表者名: E. Pavel
  • 雑誌名: Opt. Commun. 巻: 291 ページ: 259-263
  • DOI: 10.1016/j.optcom.2012.10.079
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lateral Distribution of Li Atoms at the Initial Stage of Adsorption on TiO2(110) Surface (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Tatsumi, A. Sasahara, and M. Tomitori
  • 雑誌名: Phys. Chem. 巻: 116(25) ページ: 13688-13692
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kelvin Probe Force Microscopy Study of a Pt/TiO_2 Catalyst Model Placed in an Atmospheric Pressure of N_2 Environment (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Kokawa, M. Ohta, A. Sasahara, and H. Onishi
  • 雑誌名: Chemistry - An Asian Journal 2012 巻: 7(6)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Local interaction imaging by SiGe quantum dot probe (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Jeong, M. Hirade, R. Kokawa, H. Yamada, K. Kobayashi, N. Oyabu, T. Arai, A. Sasahara, and M. Tomitori
  • 雑誌名: Curr. Appl. Phys 巻: 12(2) ページ: 581-584
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lateral Distribution of Li Atoms at the Initial Stage of Adsorption on TiO2(110) Surface (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Tatsumi
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 116 号: 25 ページ: 13688-13692
  • DOI: 10.1021/jp303555s
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kelvin Probe Force Microscope Study of a Pt/TiO_2 Catalyst Model Placed in an Atmospheric Pressure of N_2 Environment (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Kokawa, ほか
  • 雑誌名: Chemistry - An Asian Journal 巻: 7 号: 6 ページ: 1251-1255
  • DOI: 10.1002/asia.201101001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Local interaction imaging by SiGe quantum dot probe (2012)
  • 著者名/発表者名: Yonkil Jeong
  • 雑誌名: Current Applied Physics 巻: 12 号: 2 ページ: 581-584
  • DOI: 10.1016/j.cap.2011.09.005
  • 査読あり
• [学会発表] 金属酸化物表面の表面電位測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 笹原 亮
  • 学会等名: 2013 年度顕微鏡学会SPM 分科会オープン研究会
  • 発表場所: 日、大阪
  • 年月日: 2013-01-23
• [学会発表] 金属酸化物表面の表面電位測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 笹原 亮
  • 学会等名: 2013年度顕微鏡学会SPM分科会オープン研究会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 招待講演
• [学会発表] 金属酸化物表面の液中ナノスケール構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 笹原 亮
  • 学会等名: 2012 年度日本地球化学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] TiO_2(110)表面上のリチウム- 炭酸プロピレン共吸着の走査型トンネル顕微鏡による研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 辰巳 仁美、笹原 亮、富取 正彦
  • 学会等名: 2012 年春季第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] 金属酸化物表面の液中ナノスケール構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 笹原 亮
  • 学会等名: 2012年度日本地球化学会年会
  • 発表場所: 九州大学
  • 招待講演
• [学会発表] 辰巳 仁美、笹原 亮、富取 正彦 (2012)
  • 著者名/発表者名: TiO2(110)表面上のリチウム-炭酸プロピレン共吸着の走査型トンネル顕微鏡による研究
  • 学会等名: 2012年春季第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京都 早稲田大学
• [学会発表] Initial adsorption of lithium and propylene carbonate on a metal oxide surface for lithium ion battery observed by scanning tunneling microscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Tatsumi, A. Sasahara, and M. Tomitori
  • 学会等名: 19th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM19)
  • 発表場所: Toyako-cho, Japan
  • 年月日: 2011-12-19
• [学会発表] 金属酸化物表面上のリチウムイオン-炭酸プロピレン共吸着層の走査型トンネル顕微鏡による研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 辰巳 仁美、笹原 亮、富取 正彦
  • 学会等名: 平成23 年度 応用物理学会北陸・信越支部 学術講演会
  • 発表場所: 日、金沢
  • 年月日: 2011-11-18
• [学会発表] Initial adsorption of Li and PC on a metal oxide (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Tatsumi, A. Sasahara and M. Tomitori
  • 学会等名: ICSPM19
  • 発表場所: 北海道 洞爺湖万世閣
• [学会発表] 辰巳 仁美、笹原 亮、富取 正彦 (2011)
  • 著者名/発表者名: 金属酸化物表面上のリチウムイオン-炭酸プロピレン共吸着層の走査型トンネル顕微鏡による研究
  • 学会等名: 平成23年度応用物理学会北陸・信越支部学術講演会
  • 発表場所: 石川県 金沢歌劇座
• [図書] 次世代結晶性半導体におけるナノ成膜ダイナミックスと界面量子効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 笹原 亮
  • 総ページ数: 10
  • 出版者: 株式会社エヌ・ティー・エス
• [図書] ポストシリコン半導体 -ナノ成膜ダイナミクスと基板・界面効果-
  • 著者名/発表者名: 笹原 亮、富取 正彦
  • 出版者: 株式会社エヌ・ティー・エス