| 研究課題/領域番号 |
17656252
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
奥山 喜久夫 広島大学, 大学院工学研究科, 教授 (00101197)
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| 研究分担者 |
島田 学 広島大学, 大学院工学研究科, 教授 (70178953)
WULED Lenggoro 広島大学, 大学院工学研究科, 助手 (10304403)
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| キーワード | 静電噴霧法 / ナノ粒子 / 帯電 / 液滴 / パターニング / サスペンジョン / 計測 / 静電気 |
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| 研究概要 |
静電噴霧法による液相合成ナノ粒子の帯電と基板上への沈着によるパターン化について検討し、以下のような成果を得た。
(1)静電噴霧装置を製作するために、ノズルとして内径が0.1mmの金属チューブまたは導電性をもったシリカチューブを用い、高精密シリンジポンプによりノズルに噴霧液を送り込み、次にノズルに数kV程度の直流をかけたところ静電噴霧が生じ、帯電液滴が発生する状態および安定性や液滴の帯電状態などを、エレクトロメータを用いて、実験的に検討した。
(2)静電噴霧法により数100nmから数ミクロンオーダー液滴の発生が可能な操作条件を検討したところ、発生する液滴のサイズは、ポンプより供給される溶液流量および伝導率によって決定された。ここで、少量のサンプルでも伝導率が測定可能な高精度液体用伝導率計を用いた。
(3)ナノ粒子の静電パターニング装置を試作した。静電噴霧法により発生するナノ粒子は、単極の電荷を持つので静電沈着(パターニング)には噴霧電圧とは逆の電圧の印加が可能な静電捕集器を用い、粒子が拡散されずに沈着するに必要な操作条件が明らかとなった。
(4)ナノ粒子の試料として液相法により合成された金、銀、銅などのナノ粒子懸濁液を静電噴霧したとき、噴霧状態を変化させたときに発生するナノ粒子の粒子濃度と粒度分布を測定した。この計測より、どの噴霧状態が安定で、最も適切であるかを明らかにした。
(5)試料溶液の電気的物性、試料の供給流量、印加電圧、などを広く変化させ、発生するナノ粒子の粒度分布を計測し、電子顕微鏡写真での結果と比較したところ、両者はよく一致し、粒子の凝集状態を詳細に評価することが可能となった。さらに、(4)および(5)で求めた最適な条件を用いて、ナノ粒子を基板(シリコンなど)上にパターン化することが可能となった。基板上に帯電パターンを形成する方法として、比較的簡単な接触帯電法を用いた。
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