| 研究概要 |
近年、セラミックスあるいは金属酸化物により構成されたナノスケールの中空ファイバが、注目を集めている。金属酸化物中空ファイバは複合強化材として、燃料電池メタノール酸化用に代表される触媒用材料として、触媒担持体として、ガスセンサ材料として、発光体用材料として、追記型光記録用フォトクロミック材料として、フラットパネルディスプレイ用電極として、及び半導体材料として、幅広い分野での応用に期待が高まっている。これらの金属酸化物の多くは絶縁体であるが、金属酸化物の中にはMoO_2、RuO_2、あるいはIrO_2のように導電性を示すものがある。こうした導電性酸化物は触媒,諸センサー,記録材料として、より大きな潜在的可能性を持っている。
本研究では金属Mo基板を裏面から酸素-アセチレン燃焼炎で加熱することにより,その表面に中空MoO_2形成することに初めて成功した。とくにその断面形状が四角形(矩形)である点が極めて特徴的である。昨年度は、この矩形断面を有する金属酸化物の中空ファイバ(ナノチューブ)の構造物性評価を(a)X線光電子分光法(XPS)、(b)X線回折法(XRD)、(c)走査電子顕微鏡(SEM)、を用いて行い、当該ナノチューブが単斜晶系の二酸化モリブデンMoO_2を基本構造に持つことを明らかにした。SEM観察の結果、中空ファイバは一辺が数10nmから10μmの矩形断面を有しており、チューブ長さは断面一辺の長さの約50倍であると分かった。
本年度は本学、百万ボルト電子顕微鏡室に設置のJEOL社製JEM-3000F等を用いて高分解能透過電子顕微鏡観察を行い、構造解析シミュレーションを併用することにより、当該ナノチューブが単斜晶系のルチル型二酸化モリブデンMoO_2構造を取ることを原子像レベルで改めて確認した。また高角度散乱暗視野走査(HAADF)を用いて組成分析を行い、当該ナノチューブ形成において、点欠陥が主要な役割を果たすものではないことを見出した。
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