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1994 年度 研究成果報告書概要

熱CVDによる多孔質体上への超薄型酸素イオン伝導膜の作製

研究課題

研究課題/領域番号 05555215
研究種目

試験研究(B)

配分区分補助金
研究分野 反応・分離工学
研究機関九州大学

研究代表者

今石 宣之  九州大学, 機能物質科学研究所, 教授 (60034394)

研究分担者 秋山 泰伸  九州大学, 機能物質科学研究所, 助手 (10231846)
佐藤 恒之  九州大学, 機能物質科学研究所, 助教授 (80170760)
研究期間 (年度) 1993 – 1994
キーワードCVD / モンテカルロ法 / 燃料電池 / イットリア安定化ジルコニア / ステップカバレッジ / 固体電解質
研究概要

本研究で得られた主要な成果、未解決の問題点および今後の研究方針を列挙する。
1.有機金属錯体を原料とする減圧MOCVD法によるジルコニア、イットリアの単成分の熱CVD、両者の固溶体であるイットリア安定化ジルコニアの詳細モデル化を、実験とセミミクロ・マクロシミュレーションにより検討し速度パラメーターを決定した。
2.3次元の簡易モンテカルロ法のプログラムを開発した。ホール形状を微小なキューブで表わすことで3次元任意形状のホールを製作できその上への成膜形状をシミュレーションできるようになった。本コードで多孔質基板上のジルコニア、イットリアの成膜形状をシミュレーションできる。
3.他の酸化物系(Li20,Nb203,Zn0)のステップカバレッジを上述のプログラムで解析し、反応性付着確率が得られた。一般にこれらの酸化物系の付着確率は高温で大きく温度が下がるのと共に小さくなることを明らかにした。
4.以上の結果をもとに数知シミュレーションの結果、最も薄い膜で完全閉塞を得る方法として次のような操作法を提案した。
・高温成膜過程(付着確率が大きい)でホール開孔径を小さくし、そこで反応温度を下げ、低温成膜過程(付着確率が小さい)にして閉塞させる
本操作方法で薄い膜でホール内部での成膜量が少なくかつ、完全閉塞が達成されることが実験的にも確かめられた。
5.4.で示された操作法による最適条件については現在まだ探索中である。
今後、現在製作中である気密試験装置により上述の閉塞プロセスを使用して製作した膜の気密試験を行い、また実際に製作したイットリア安定化ジルコニア(YSZ)膜のイオン伝導率試験を行う予定である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (10件)

  • [文献書誌] 今石 宣之: "CVDのシミュレーション -移動現象、反応のモデル化-" 表面科学. 15. 233-239 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Yasunobu Akiyama: "Reaction Analysis for ZrO2 and Y2O3 thin film growth by LPCVD using β-diketonate complexes" Journal of Crystal Growth. 147. 130-146 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 鄭 相鐵: "酢酸亜鉛を原料とするZnOのAPCVD" 化学工学論文集. 21. 143-151 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 鄭 相鐵: "酢酸亜鉛を原料とするZnOのCVDに対する操作圧の効果" 化学工学論文集. 21. 印刷中 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Yasunobu Akiyama: "Occlusion of microscale trence and hole by thin film grown via CVD-3-dimensional Monte Carlo Simulation-" Proc.ASME/JSME Thermal Engineering Joint Conf. 1995. 2. 447-452 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Nobuyuki Imaishi: "Simulation of Chemical Vapor Deposition-Modeling of Transport Phenomena and Chemical Reactions-" Journal of The Surface Society of Japan. 15. 233-329 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Yasunobu Akiyama: "Reaction Analysis for ZrO2 and Y2O3 thin film growth by LPCVD using beta-diketonate complexes" Journal of Crystal Growth. 21. 130-146 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Sang-Chul Jung: "ZuO Thin Films Growth by APCVD Using Zinc Acetate" Kagaku Kogaku Ronbunshu. 21. 143-151 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Sang-Chul Jung: "Effect of Operating Pressure on ZuO LPCVD from Zinc Acetate" Kagaku Kogaku Ronbunshu. 21 (in press). (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Yasunobu Akiyama: "Occlusion of microsize trench and hole by thin film grown via CVD-3-dimensional Monte Carlo Simulation-" Proc.Thermal Engineering Joint Conf.1995. 2. 447-452 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 1996-04-15  

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