2008 Fiscal Year Annual Research Report
ナノシリコン弾道電子エミッタの大気圧・液体中動作と応用
Project/Area Number |
08J00733
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Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
Principal Investigator |
太田 敢行 Tokyo University of Agriculture and Technology, 大学院・工学府電子情報工学専攻, 特別研究員(DC2)
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Keywords | ナノシリコン / 弾道電子源 / 還元効果 / 水溶液 / 水素生成 / pH値制御 / 溶存水素量制御 |
Research Abstract |
ナノシリコン弾道電子源(nc-Siエミッタ)の溶液中動作特性の把握と電子放出効率向上、動作の安定化を目的として研究を行った。得られた主な結果を下記に示す。 1.nc-Siエミッタは、酸性からアルカリ性までの様々な水溶液中(純水・重水・生理食塩水:pH=7、希硫酸:pH=1、KOH水溶液:pH=13)において動作し、還元性の高い電子を溶液に注入する活性電極として機能する。そのため、いずれの水溶液でも、対向電極なしの単独動作により、水素(重水では重水素)を酸素のような副産物を伴わずに生成する。 2.水素の生成割合は、放出電子の数、pH値、溶液の酸化還元電位に依存する。また素子表面に光を照射することで、放出電子数・水素生成効果を増強できる可能性がある。 3.水素発生と連動して、電子放出の間に溶液のpH値がアルカリ側ヘシフトし、溶存水素量が増大する。これを利用すれば、溶液の電気的・化学的性質の制御が可能である。 4.電子放出効率を高めるには、トンネル酸化膜を介して連結されたナノシリコンドットチェーン構造を高密度に形成し、界面の電子散乱要因を低減することがカギとなる。 5.界面酸化膜に存在するダングリングボンドや準安定なSi-H結合をより安定なSi-C結合に完全に置換することが、動作の安定性を改善するために重要である。 このように、今後の発展につながる知見を見いだすことができた。次年度は、個々の現象をさらに追求すべく、溶液中における弾道電子誘起還元効果の解明と応用に向けて実験と解析を総合的に進めていく。
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Research Products
(12 results)