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2013 年度 実施状況報告書

配向酸化物薄膜/構造体の高オンデマンド作製手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25820338
研究種目

若手研究(B)

研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

中島 智彦  独立行政法人産業技術総合研究所, 先進製造プロセス研究部門, 主任研究員 (50435749)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード配向制御法 / ペロブスカイト型酸化物シード層 / 光MOD法 / レーザープロセッシング
研究概要

平成25年度は(1)ペロブスカイト型シード層の高機能化、(2)光MOD法を用いた多様な配向シード層の開発、(3)配向制御光触媒アノード材料の開発の各小課題について以下の研究成果を得た。
(1)ペロブスカイト型酸化物電極材料の高度化のため導電性ペロブスカイト型マンガン酸化物薄膜を配向・無配向成長させグレインと伝導性の影響について調べ、無配向状態から単結晶薄膜への遷移の中でどの程度のフェーズにあるかベンチマークとなる測定を行った。また、配向多層膜化し発光デバイスとして機能する蛍光体膜の配向成長も行い、極めて高配向させて成長させることに成功した。
(2)ペロブスカイト型(001)面配向以外の配向成長法の確立を目指し研究を行った結果、ガラス基板上に層状ペロブスカイト構造の層状構造を直立配向させられる極めて特異な配向成長手法の開発に至った。無配向基板上に層状構造を直立配向させられる手法は他にはなく、様々な機能を持つ層間サイトを表面に露わにする本配向膜は非常に興味深い成果である。また、得られた配向膜は極めて高い電子-プロトン伝導性を示すことを明らかにした。
(3)光電極材料であるタングステン酸化物を(1),(2)において平行して進めている配向シード層上で配向成長させることに成功した。特性の詳細については現在進行中であるが、無配向状態の同一組成材料と比較して、疑似太陽光下における水分解(水素生成)光電流が高度化することを明らかにした。現在、光電極としての機能が配向成長とどのようにか関わっているか詳細に検討を進めている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

細かな目標設定に関して、目標を大幅に上回る成果がある項目や未達のものもあるが平均的に順調な成果が得られている。目標未達の点に関しては挑戦的な内容であるため、引き続きトライアルを増やして対応する予定である。

今後の研究の推進方策

基本的には当初計画に沿って遂行する予定であるが、小課題(1),(2)中の粒子サイズ増大や他構造のシード層開発などについては重点的にトライアルを増やして目標達成を目指す。

次年度の研究費の使用計画

当所計画の備品をより安価に導入したため。
単結晶基板等高額な材料費に充当する。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Unconventional Upright Layer Orientation and Considerable Enhancement of Proton-Electron Conductivity in Dion-Jacobson Perovskite Thin Films2014

    • 著者名/発表者名
      中島智彦, 小林清, 篠田健太郎, 土屋哲男
    • 雑誌名

      CrystEngComm

      巻: 16 ページ: 4113-4119

    • DOI

      10.1039/C3CE42418A

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solution-Processed Perfect Uniaxial Orientation of Perovskite Titanate (Ca0.65Sr0.35)0.997Pr0.002TiO3 Phosphor Thin Films2014

    • 著者名/発表者名
      中島智彦, 篠田健太郎, 土屋哲男
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 53 ページ: 05FB05 1-4

    • DOI

      10.7567/JJAP.53.05FB05

    • 査読あり
  • [学会発表] パルス紫外光下で起こる酸化物薄膜の結晶成長と磁性薄膜への応用2013

    • 著者名/発表者名
      中島智彦, 篠田健太郎, 土屋哲男
    • 学会等名
      日本磁気学会 第192回研究会
    • 発表場所
      中央大学駿河台記念館
    • 年月日
      20131119-20131119
    • 招待講演
  • [学会発表] 紫外パルス光照射下における酸化物薄膜結晶成長機構と高効率成膜を実現する主要因2013

    • 著者名/発表者名
      中島智彦, 篠田健太郎, 土屋哲男
    • 学会等名
      第50回日本電子材料技術協会秋期講演大会
    • 発表場所
      日本セラミックス協会ビル
    • 年月日
      20131108-20131108
  • [学会発表] Various Oriented Growth of Dion-Jacobson Perovskites from Amorphous Matrix under Pulsed Laser Irradiation and Their Ionic Conduction Property2013

    • 著者名/発表者名
      中島智彦, 小林清, 篠田健太郎, 土屋哲男
    • 学会等名
      2013 JSAP-MRS
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      20130916-20130920

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公開日: 2015-05-28  

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