| 研究概要 |
本申請により新しく製作した液体原料噴霧ECRプラズマMOCVD装置を用いて、結晶質のジルコニア(ZrO_2)膜およびチタニア基ナノコンボジット膜を低温で合成出来ることを明らかにした。得られた膜に関して、成膜条件と成膜速度や膜の均一性・密着性および膜の結晶構造や結晶配向性、内部微細組織や粒界構造、光触媒特性などとの関係を調べた。ECRプラズマが結晶質ジルコニア膜やチタニア膜の低温合成に有効であることを明らかにした。また、触媒電極としてIr系、Ru系複酸化物膜をMOCVDおよびレーザーアブレーションを用いて合成し、最適電極特性を明らかにした。
[1.ZrO_2およびTiO_2酸化物薄膜の合成]ECRプラズマMOCVD法で作製した膜は、熱CVD膜と比較に比べて、低温でクラックの無い結晶性に優れた膜であった。基板の加熱をせずに、高分子樹脂(ポリアミドイミド:融点250℃)上へ結晶性ZrO_2およびTiO_2(アナターゼ)の成膜に成功した。
[2.TiO_2膜の光触媒活性評価]酸素:窒素=9:1、基板温度=700℃、プラズマ出力=900wでは、光触媒活性が最大の38%となることを明らかにした。この膜は組織が粒子状で表面積が大きく、アナターゼ中にカーボンを含むナノコンポジット膜であることがわかった。
[3.Ir系、Ru系複酸化物膜の電極特性]Ir系(IrO_2,SrIrO_3,BaIrO_3,CaIrO_3)、Ru系(RuO_2,SrRuO_3,BaRuO_3,CaRuO_3)複酸化物エピタキシャル膜の結晶方位と電気伝導特性との関係を評価した。それぞれの複酸化物膜の電極として最適な方位が存在することを明らかにした。
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