無電解析出法で作製した半導体金属複合薄膜による光機能性表面の創製

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650784
• Research Institution: Himeji Institute of Technology
• Principal Investigator: 松田 均 姫路工業大学, 工学部, 教授 (60118015)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 八重 真治 姫路工業大学, 工学部, 講師 (00239716)
• Keywords: 無電解めっき / 半導体 / 微粒子 / 光電気化学 / 二酸化チタン / ニッケル / 光触媒 / 複合めっき

Research Abstract

各種半導体微粒子を金属薄膜中に分散した複合膜の作製とその光電気化学特性、光触媒性を検討し、新しい光機能表面の創製を目的としている。今年度は、無電解Ni-P合金めっき浴中に半導体微粒子のTiO_2を分散させた複合薄膜の作製条件ならびに、膜の表面状態、分散粒子の共析率および光電気化学特性を調べることを目的として研究を行った。まず、表面のSEM観察から、TiO_2微粒子が数μmないし数十μmオーダーで凝集していることが明らかとなった。一方、巨視的にみると、TiO_2粒子が表面に占める割合(表面占有率)は、膜厚とともに増加し、膜厚4μm以上では、約60%で飽和することが分かった。
次に、TiO_2を分散した複合膜を作用極とし、0.1MNaOH水溶液電解質中でPtを対極として、紫外光照射し、その光電流を測定した結果、同複合膜において、光照射に伴い光電流が生じることが分かった。また、この光電流-電位曲線から、飽和光電流密度を読み取り、膜厚を変化させて整理すると、上述の膜厚-共析率曲線と類似した傾向を示し、膜厚4μm以上で光電流密度は120μA/cm2の飽和値を示し、同法により、光機能性をもった複合薄膜が得られることが明らかとなった。さらに、浴条件や撹拌,基板の固定方法の作製条件を変えて、膜中の半導体微粒子の共析量と光電流密度の関係を整理すると、両者の間にほぼ直線的な関係が認められた。