ポジトロニウム消滅による機能性薄膜のサブナノ空隙化学解析法の開発

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16H04526
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 伊藤 賢志 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (90371020)
• 研究協力者: 大島 永康 ; 萩原 英昭
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 陽電子消滅 / 分子間空隙 / 機能性薄膜 / ポジトロニウム / 陽電子寿命運動量相関法 / 低エネルギー陽電子ビーム

研究成果の概要

本研究では非晶領域のナノ空隙を実験的に評価できる陽電子消滅法を応用し，薄膜部材に適用可能なNa-22放射性同位体ベースのパルス化低エネルギー陽電子ビームを利用した高安定性陽電子寿命・運動量相関測定システムを開発するとともに，基準薄膜の系統的解析によりナノ空隙中のポジトロニウム運動量分布と材料組成との関係を明らかにし，分離膜など機能性薄膜中のナノ空隙の大きさとその表面化学を同時に評価できる技術を開発した．

自由記述の分野

分析化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

低環境負荷な革新的材料の創製をめざし，特性発現の起源となるサブナノスケール構造が制御された物質の研究開発が進んでいる．高選択性センサー，燃料電池の電解質や分子分離膜に利用される薄膜部材に求められる特性を操るために分子・原子レベルのナノ空隙の重要性が解明され，機能性薄膜のナノ空隙をそのままの姿で見られる解析技術が必要不可欠となっている．本研究成果によりナノ空隙の大きさと化学状態を評価できることから，機能性薄膜材料の微視構造設計の新たな指針を構築することができ, 高度に分子設計された革新的膜材料の研究開発にブレイクスルーをもたらすと期待できる．