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2017 年度 実績報告書

貴金属ナノ粒子のシリコンへの無電解析出のグリーンサステイナブル展開

研究課題

研究課題/領域番号 26289276
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

八重 真治  兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (00239716)

研究分担者 福室 直樹  兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (10347528)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード材料加工・処理 / めっき / 廃棄物再資源化 / 太陽電池 / 表面状態評価 / 接合信頼性 / 核形成 / シリコンカーバイド
研究実績の概要

貴金属ナノ粒子のシリコンへの無電解置換析出は、金属イオンを含むフッ化水素酸にシリコンウェーハを浸すだけの簡単なプロセスで、金属微粒子援用エッチングによる太陽電池の無反射化やシリコンナノワイヤー製造に利用されている。研究代表者らは、貴金属ナノ粒子析出初期過程の解明を目的とした基礎研究と、太陽電池の無反射化、太陽光水素製造、シリコン上への信頼性の高い金属薄膜および配線の形成、廃棄物からの貴金属回収などを目的とした応用研究を行ってきた。本研究では、基礎研究の深化と応用研究の進展により、析出機構の詳細を解明し、半導体産業の製造時の廃棄物を利用して貴金属を回収するリサイクルプロセス、シリコンデバイスの電極形成の省エネルギー省資源化、高効率低コストなシリコン太陽電池の製造を図り、本技術をグリーンサステイナブルに展開することを目的とする。
最終年度の本年度は、これまでの成果をふまえて、シリコンの金属援用エッチングの展開、高信頼性無電解めっき膜のシリコン上への直接形成における界面構造の解明と実用プロセスへの展開、貴金属回収プロセスの実用化に向けた課題解決に取り組み、本技術のグリーンサステイナブルな展開の実現を図った。
金属援用エッチングでは、触媒に用いる貴金属の種類によって、同じ薬液を用いても得られる微細構造が大きく変化することを明らかにした。特に、メソポーラス層形成とその溶解について新たな知見を得た。高信頼性無電解めっき膜のシリコン上への直接形成では、めっき膜形成後のエージングと合金形成およびめっき膜密着性向上の関係性を明らかにした。東京電機大学向山教授へ平滑なシリコン基板に均一な金めっき膜を形成した試料を提供し、電気化学非線形現象に関する共同研究を推進した。貴金属回収プロセスでは、実用上の課題であるフッ化水素酸使用を必要としないプロセスの開発を行い、塩基性水溶液の有効性を確認した。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

29年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (43件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (35件) (うち国際学会 9件、 招待講演 2件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] シリコン粉末への無電解置換析出を利用した貴金属回収 -薬剤添加や酸化物溶出のないクリーンプロセス-2018

    • 著者名/発表者名
      福田健二, 八重真治
    • 雑誌名

      表面技術

      巻: 69 ページ: 86-89

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] シリコン粉末への無電解置換析出を利用した塩基性溶液からの金回収― pH依存性とリーチング液からの回収 ―2018

    • 著者名/発表者名
      福田健二, 有田翔太郎, 津田多公也, 松本 歩, 八重真治
    • 雑誌名

      表面技術

      巻: 69 ページ: 203-205

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 「革新的環境技術の創製」貴金属の新規な高効率高速回収プロセス2018

    • 著者名/発表者名
      八重真治, 松本 歩
    • 雑誌名

      ケミカルエンジニヤリング

      巻: 63 ページ: 317-321

  • [雑誌論文] Displacement deposition of gold nanoparticles and electroless deposition of nickel films on silicon-carbide (4H-SiC) wafers2017

    • 著者名/発表者名
      Fukuda K.、Yamada N.、Sadakane D.、Sakamoto S.、Fukumuro N.、Yae S.
    • 雑誌名

      Transactions of the IMF

      巻: 95 ページ: 203~206

    • DOI

      10.1080/00202967.2017.1323614

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spontaneous Motion of Oil Droplets on Au Electrode during Sn Electrodeposition: Factors Creating Imbalance of Interfacial Tension2017

    • 著者名/発表者名
      Mukouyama Yoshiharu、Ishibashi Yutaka、Fukuda Yoshitaka、Yamada Yuri、Nakanishi Shuji、Yae Shinji
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 80(10) ページ: 1433~1440

    • DOI

      10.1149/08010.1433ecst

    • 査読あり
  • [学会発表] シリコン上へ置換析出した貴金属ナノ粒子を触媒とする無電解めっき膜形成2018

    • 著者名/発表者名
      八重真治, 松本 歩, 阪本 進, 福室直樹
    • 学会等名
      電気化学会第85回大会
    • 招待講演
  • [学会発表] SiC上への貴金属ナノ粒子の無電解置換析出と自己触媒無電解めっきへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      藤居 稜, 福田健二, 髙坂祐一, 松本 歩, 八重真治
    • 学会等名
      電気化学会第85回大会
  • [学会発表] パラジウム電析のEQCM測定と析出膜中水素の測定2018

    • 著者名/発表者名
      角川 舞, 福室直樹, 八重真治
    • 学会等名
      電気化学会第85回大会
  • [学会発表] Morphology Changes of Porous Layer Caused by the Difference of Metal Species in Metal-Assisted Etching of Silicon2018

    • 著者名/発表者名
      A. Matsumoto, M. Eguchi, H. Son, S. Yae
    • 学会等名
      Porous Semiconductors - Science and Technology 2018 (PSST 2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] 白金電析中の水素吸着と共析水素量の関係2018

    • 著者名/発表者名
      横山綾乃, 木下剛志, 松本 歩, 福室直樹, 八重真治
    • 学会等名
      表面技術協会 第137回講演大会
  • [学会発表] 金ナノ粒子触媒によってシリコン上に形成した無電解めっき膜の界面状態変化2018

    • 著者名/発表者名
      髙坂祐一, 藤居 稜, 東 孝太郎, 阪本 進, 松本 歩, 福室直樹, 八重真治
    • 学会等名
      表面技術協会 第137回講演大会
  • [学会発表] 金属援用エッチングによる多孔質シリコン形成に及ぼす金属種の影響2018

    • 著者名/発表者名
      江口真季穗, 孫 彦良, 松本 歩, 八重真治
    • 学会等名
      表面技術協会 第137回講演大会
  • [学会発表] シリコン上への無電解析出を利用した貴金属回収-金回収に及ぼす溶液pHの影響-2018

    • 著者名/発表者名
      有田翔太郎, 福田健二, 津田多公也, 松本 歩, 八重真治
    • 学会等名
      日本金属学会2018年春期(第162回)講演大会
  • [学会発表] 白金電析膜に共析した水素の存在状態-電析条件による変化-2018

    • 著者名/発表者名
      木下剛志, 横山綾乃, 松本 歩, 福室直樹, 八重真治
    • 学会等名
      日本金属学会2018年春期(第162回)講演大会
  • [学会発表] 無電解パラジウムめっき膜中の水素の存在状態2018

    • 著者名/発表者名
      福室直樹, 小田幸典, 横山綾乃, 角川 舞, 森 優輔, 松本 歩, 八重真治
    • 学会等名
      日本金属学会2018年春期(第162回)講演大会
  • [学会発表] Analysis of Hydrogen Adsorption and Incorporation during Electrodeposition of Platinum Films2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kinoshita, A. Yokoyama, A. Matsumoto, N. Fukumuro, S. Yae
    • 学会等名
      22nd Topical Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of Atomic Diffusion on Electroless Ni-P Film/Epitaxial Gold Nanoparticles/Silicon Wafer Interface2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Takasaka, R. Fujii, K. Higashi, S. Sakamoto, A. Matsumoto, N. Fukumuro, S. Yae
    • 学会等名
      22nd Topical Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • 国際学会
  • [学会発表] シリコン粉末を利用した経済的な貴金属回収2018

    • 著者名/発表者名
      有田翔太郎, 津田多公也, 福田健二, 松本 歩, 八重真治
    • 学会等名
      第7回JACI/GSCシンポジウム
  • [学会発表] シリコン上への直接無電解めっきを用いた電極形成2018

    • 著者名/発表者名
      八重真治
    • 学会等名
      エレクトロニクス実装学会 関西支部 関西ワークショップ2018
    • 招待講演
  • [学会発表] Adhesion of Electrolessly Deposited Ni-P Film on Silicon Wafer Using Gold Nanoparticle Catalysts2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Takasaka, S. Sakamoto, A. Matsumoto, N. Fukumuro, S. Yae
    • 学会等名
      2018 ECS and SMEQ Joint International Meeting (AiMES 2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Atomistic State of Absorbed Hydrogen in Electrodeposited Platinum Films2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kinoshita, A. Yokoyama, A. Matsumoto, N. Fukumuro, S. Yae
    • 学会等名
      2018 ECS and SMEQ Joint International Meeting (AiMES 2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Recovery of Gold Using Silicon Powder from Leaching Solutions2018

    • 著者名/発表者名
      S. Arita, T. Tsuda, K. Fukuda, A. Matsumoto, and S. Yae
    • 学会等名
      2018 ECS and SMEQ Joint International Meeting (AiMES 2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation and Dissolution of Mesoporous Layer during Metal-Assisted Etching of Silicon2018

    • 著者名/発表者名
      A. Matsumoto, M. Eguchi, S. Yae
    • 学会等名
      2018 ECS and SMEQ Joint International Meeting (AiMES 2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] めっき廃液などからの低コスト高効率な貴金属回収技術の開発2017

    • 著者名/発表者名
      八重真治、福室直樹
    • 学会等名
      2017年 関西表面技術シンポジウム
  • [学会発表] 白金めっき時の水素の吸着と吸蔵2017

    • 著者名/発表者名
      横山綾乃、木下剛志、福室直樹、八重真治
    • 学会等名
      第77回マテリアルズ・テーラリング研究会
  • [学会発表] めっきによりシリコン上に整合成長した金ナノ粒子の機能性2017

    • 著者名/発表者名
      高坂祐一,山田直輝,藤居 稜,福室直樹,八重真治
    • 学会等名
      第77回マテリアルズ・テーラリング研究会
  • [学会発表] Influence of Adsorption of Hydrogen on Its Incorporation during Electrodeposition of Platinum2017

    • 著者名/発表者名
      Shinji Yae, Ayano Yokoyama, Naoki Fukumuro
    • 学会等名
      68th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • 国際学会
  • [学会発表] シリコン粉末を用いたセメンテーション法による都市鉱山からの貴金属の選択的回収2017

    • 著者名/発表者名
      津田多公也,福田健二,八重真治
    • 学会等名
      日本金属学会第161回講演大会
  • [学会発表] 金ナノ粒子を触媒としてシリコン上に直接形成した無電解ニッケルめっきの界面微細構造2017

    • 著者名/発表者名
      高坂 祐一、山田 直輝 阪本 進 福室 直樹 八重 真治
    • 学会等名
      日本金属学会第161回講演大会
  • [学会発表] 金ナノ粒子を触媒とするシリコン上への直接無電解めっきを用いた電極形成2017

    • 著者名/発表者名
      高坂祐一, 山田直輝, 藤居 稜, 東孝太郎, 阪本 進, 福室直樹, 八重真治
    • 学会等名
      表面技術協会第136回講演大会
  • [学会発表] シリコン粉末上への無電解置換析出による金回収における溶液pHの影響2017

    • 著者名/発表者名
      津田多公也,福田健二,有田翔太郎,八重真治
    • 学会等名
      表面技術協会第136回講演大会
  • [学会発表] Spontaneous Motion of Oil Droplets on Au Electrode during Sn Electrodeposition: Factors Creating Imbalance of Interfacial Tension2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Ishibashi, Y. Fukuda, Y. Yamada, Y. Mukouyama, S. Nakanishi, S. Yae
    • 学会等名
      232nd ECS Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] シリコン上への貴金属ナノ粒子の置換析出と金属援用エッチングによる多孔質化への応用2017

    • 著者名/発表者名
      八重真治
    • 学会等名
      第 34回ARS松島コンファレンス
  • [学会発表] 金属援用エッチングの金属種による多孔質シリコンの形態変化2017

    • 著者名/発表者名
      江口真季穂, 孫 彦良, 八重真治
    • 学会等名
      第 34回ARS松島コンファレンス
  • [学会発表] 白金電析時の水素共析に及ぼす吸着水素の影響2017

    • 著者名/発表者名
      横山綾乃, 木下剛志, 福室直樹, 八重真治
    • 学会等名
      第19回関西表面技術フォーラム
  • [学会発表] 金、銀、白金を用いたシリコンの金属援用エッチングにより形成される多孔質構造の違い2017

    • 著者名/発表者名
      孫 彦良, 江口真季穂, 八重真治
    • 学会等名
      第19回関西表面技術フォーラム
  • [学会発表] 金ナノ粒子を触媒としてシリコン上に直接形成した無電解めっき膜の密着性へのエージング効果2017

    • 著者名/発表者名
      藤居 稜, 高坂祐一, 阪本 進, 福室直樹, 八重真治
    • 学会等名
      第19回関西表面技術フォーラム
  • [学会発表] シリコン上への無電解置換析出を利用した金回収に及ぼす溶液pHの影響2017

    • 著者名/発表者名
      有田翔太郎, 福田健二, 津田多公也, 八重真治
    • 学会等名
      第19回関西表面技術フォーラム
  • [学会発表] 金ナノ粒子を触媒としてシリコン上に形成した無電解めっき膜の特性の経時変化2017

    • 著者名/発表者名
      高坂祐一, 藤居 稜, 阪本 進, 松本 歩, 福室直樹, 八重真治
    • 学会等名
      2017年度第3回関西電気化学研究会
  • [学会発表] EQCMとTDSによる白金電析時の吸着水素と膜中共析水素の分析2017

    • 著者名/発表者名
      木下剛志, 横山綾乃, 松本 歩, 福室直樹, 八重真治
    • 学会等名
      2017年度第3回関西電気化学研究会
  • [備考] 兵庫県立大学大学院工学研究科化学工学専攻 表面エネルギー化学研究グループ

    • URL

      http://www.eng.u-hyogo.ac.jp/group/group39/index.html

  • [備考] 兵庫県立大学 大学院工学研究科 学部・研究科案内 教員詳細

    • URL

      http://www.eng.u-hyogo.ac.jp/outline/faculty/yae/index.html

  • [備考] 兵庫県立大学 研究者データベース

    • URL

      http://kyoin.u-hyogo.ac.jp/staff/eng/yae/

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公開日: 2018-12-17  

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