| 研究課題/領域番号 |
26410156
|
|---|
| 研究機関 | 鹿児島大学 |
|---|
研究代表者 |
肥後 盛秀 鹿児島大学, 理工学研究科, 教授 (10128077)
|
|---|
| 研究分担者 |
満塩 勝 鹿児島大学, 理工学研究科, 助教 (70372802)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| キーワード | 蒸着金薄膜 / 酸素グロー放電 / 酸化金薄膜 / 親水性 / 表面改質 / Ｘ線光電子分光法 |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究では，酸素グロー放電により疎水性の金が親水性の酸化金に変化するという事実に注目し，金薄膜上に生成した1 nm程度の酸化金の生成と分解の解明を通して，その長期保存の技術を確立し，表面科学や機能材料の分野において貢献することを目的とする。
酸化金のO 1sのＸ線光電子スペクトル(XPS)には529.9(Ⅰ), 530.8(Ⅱ), 531.9(Ⅲ) eVにピークを持つ三つの酸素成分が存在し，成分Ⅲは空気中での150℃以上の加熱により分解し，成分Ⅰは250℃以上の3時間以上の加熱においても安定であったが，成分Ⅱは分解した。また空気中における1週間の保存において，成分ⅢとⅡはこの順番に分解して成分Ⅰに変化した。酸素グロー放電の時間を変化させたところ，成分ⅡとⅢが最初に生成し，その後に成分Ⅰが生成した。これらの酸素成分は酸化金の表面に存在する安定な成分Ⅰと不安定な成分Ⅱ，及び内部に存在する酸化金の成分Ⅲであると考えられる。
各種の溶媒や100 mmol/l～1 μmol/lの水溶液に浸漬後の酸化金薄膜のXPSによる解析により，その安定性と分解，また反応性に関する検討を行った。酸化金は水，メタノール，エタノール，アセトン中では安定であったが，還元性物質（ホルムアルデヒド，アセトアルデヒド，ギ酸）の水溶液中では分解して金に還元された。硫酸や酢酸水溶液中では安定であったが，塩酸と臭化水素酸水溶液では錯体を作って溶解すると考えられる。また塩基性（水酸化ナトリウムとアンモニア）の水溶液においても水溶性の水酸化金を形成して溶解すると考えられる。
波長共鳴型の表面プラズモン共鳴(SPR)装置を用いて，酸化金の各種の溶媒や水溶液のSPRスペクトルを測定し，酸化金の安定性と分解，また反応性に関する検討を行ったところ，XPSと良く対応する結果が得られた。
|
| 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
酸素グロー放電により金薄膜表面に生成した酸化金について，XPSを用いる空気中における加熱と時間経過による分解と，グロー放電の時間経過による生成に関する検討により，三つの酸素成分の存在が明らかになり，その帰属を行った。これらの研究成果を平成26年9月17～19日の日本分析化学会第63年会において発表した。
また各種の溶媒や水溶液に浸漬後の酸化金薄膜のXPSとSPRによる測定により，酸化金の安定性と分解，また反応性に関する知見も得ることができた。これらの研究成果については，平成27年9月9～11日の日本分析化学会第64年会において発表する予定である。
|
| 今後の研究の推進方策 |
酸素グロー放電により金薄膜表面に生成した酸化金のO 1sのXPSスペクトルの解析により，三つの酸素成分の存在が明らかになったが，これらの成分の帰属と存在状態を更に明らかにするために，高分解能XPSスペクトルの角度依存性の測定により、これらの酸素成分の深さ分布について明らかにする。
酸化金は加熱や空気中での時間経過により，分解して金に還元されるが，酸化金の利用と応用研究の立場から，その保存に関する検討を行う。空気中に存在する還元性物質を除去することにより，酸化金の保存が可能になると期待されるため，真空度を変化させて酸化金の保存を行い，その時間経過をXPSを用いて観察することにより，保存できる条件を明らかにする。また窒素やアルゴンなどの不活性ガス中での保存も試みる。熱や光による分解についても検討する。SPRを用いても同様の研究を行い，両分光法による研究結果の比較検討を行う。
酸化金薄膜を用いるガラス棒SPRセンサーについても，その応答性について金薄膜と比較検討を行いながら研究を進める。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
金相場の変動を見積もって物品費の項目を算出したが、当初の見積もりよりも金の価格の変動が小さかったため、次年度使用額が生じた。
|
| 次年度使用額の使用計画 |
次年度の物品費に加算し、計画通りに物品の購入を行う予定である。
|
