凝縮プラズマ系の電気化学的・分光学的基礎研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08405055
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 伊藤 靖彦 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (20026066)
• 研究分担者: 雨澤 浩史 京都大学, エネルギー科学研究科, 助手 (90263136) ; 多田 正行 京都大学, エネルギー科学研究科, 助手 (10263112) ; 冨井 洋一 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教授 (90026245) ; 福中 康博 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教授 (60111936) ; 萩原 理加 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教授 (30237911)
• キーワード: electrochemical process / molten salt / titanium nitride / biochemical compatibility / solid electrolyte sensor / plasma process / intercalation compound / fluorine-carbon compound

研究概要

本年度前半に、本研究の主要申請設備であるおよびレーザーラマン散乱測定装置(日本バイオラッドラボラトリ-ズ総計k【less than or equal】,360)の搬入設置を行い、既存の凝縮プラズマ系反応設備と連携稼働させる。代表者は全ての分担研究に係わ
初年度は、一つの具体的な材料対象として化合物溶融塩電析並びにプラズマ反応プロセス等の凝縮プラズマ系からのダイヤモンド薄膜の析出を最終目的として、その初期析出過程について検討を行う。
すなわち、溶融塩中からのグラファイト初期析出過程の電気化学的・分光学的基礎研究を行い、従来きわめて研究例の多い低圧プラズマ系からのダイヤモントやTiN等の機能性物質の析出過程との比較検討を行う。
(1)凝縮プラズマ系(溶融塩電析)からのグラファイト析出(主担当、伊藤、分担、荻原、多田)
電気化学的析出条件とグラファイト析出膜形態の定量的関連性を把握する。現在、溶融塩組成の検討と参照電極の開発についての検討も行っている。アルミナ上のグラファイトの溶融塩電析結果については一部発表した。
(2)凝縮プラズマ中の光スペクトロスコピーと電気化学測定の対応(主担当、萩原、分担、福中、冨井)
電析条件と析出形態の定量的関連性の検討結果に基づき、本交付で購入するレーザーラマン分光光度計で分光測定を行い、インピーダンス測定(英国ソーラートロン、k$4,063)など電気化学的測定との対応を検討している。本年度は、特に、燃料電池の電極界面反応及び塩化物浴中のグラファイト層間化合物生成反応に対しての測定を行った。
(3)凝縮プラズマ中、成膜機構のin-situ観察(主担当、福中、分担、冨井、雨澤)
電析条件と析出形態の定量的関連性の検討結果に基づき、基板上での初期析出核が成膜化される過程について、別途開発中の超長作動距離顕微鏡VTRシステムでin-situ測定を行った。申請者の研究室での試作開発画像処理ソフトによって、作動距離150mmにおいて、分解能1.8μm、焦点震度がmmに及ぶ画像が得られた。現在処理時間の短縮への努力を続けているところである。
(4)気体プラズマ中のラディカルイオン種の分光学的同定とその分布(種担当、冨井、分担、荻原、福中)プラズマ中のなどラディカル種の同定および波長分布を測定した。特にチタンの減圧下気体プラズマ中での窒化反応においては、30分の反応時間で100μmに近い厚膜の窒化チタン合成に成功した。現在その形成機構の解明中である。

研究成果

• [文献書誌] R.Hagiwara,M.Ito and Y.Ito: "Graphite Intercalation Compounds of Lanthanide Metals Prepared in Molten Chlorides" Carbon. vol.34 No.12. 1591-1593 (1996)
• [文献書誌] Y.Ito,M.Ito and T.Goto: "Electrochemical Reactions of Nitrogen in Molten Chloride" Proc.10th International Symposium on Molten Salts,Electrochemical Society. (in press). (1996)
• [文献書誌] Y.Fukunaka,K.Okano,Y.Tomii,Z.Asaki and K.Kuribayashi: "Electrodeposition of Copper under Microgravity Conditions" Proc.4th Int.Symp.of Electrochemically Deposited Thin Films,The Electrochemical Society,San Antonio. (in press). (1996)
• [文献書誌] Y.Fukuoka,S.Izou,Z.Asaki and Y.Nakahiro: "Ionic Mass Transfer Rate Associated with Electrodeposition of CdTe Film" Proc.4th Int.Symp.of Electrochemically Deposited Thin Films,The Electrochemical Society,San Antonio. (in press). (1996)
• [文献書誌] 玉置昌哉、冨井洋一、山本直一、桑原秀行、西川勲: "チタンのプラズマ窒化における添加水素の挙動" 粉体及び粉末冶金. 44巻(投稿済). (1997)
• [文献書誌] K.Amezawa and S.K.Ratkje: "Thermoelectric power measurements of proton conduction Sr-doped LaPO_4" Denki Kagaku. vol.64 No.6. 688-689 (1996)
• [文献書誌] Y.Ito and M.Tada: "New Trends and Approaches in Electrchemical Technology,Surface Modification with Thin Compound Film by Molten Salt Electrochemical Process" N.Masuko,T.Osaka and Y.Ito,eds..Kodansha/VCH, 435 (1996)
• [文献書誌] 荻原理加: "フッ素化学入門-基礎と実験法-第1章、_2O_6F_2、第2章、銀のフッ化物、錯体" 日本学術振興会フッ素化学第155委員会編、日刊工業新聞社, 350 (1996)