2019 Fiscal Year Annual Research Report
Fabrication and characterization of inorganic single crystal / polymer nano-network composites
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18K18943
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
平藤 哲司 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (70208833)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三宅 正男 京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (60361648)
池之上 卓己 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教 (00633538)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 複合材料 / 結晶成長 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
圧電結晶と有機ポリマーナノネットワークを複合化した材料の開発を目指した。有機ポリマーとの複合化によって、柔軟で曲げに強いといった優れた特性が得られることを期待した。
圧電結晶／有機ポリマーナノネットワーク複合体の形成プロセスとして、ナノポーラス・ポリマーの細孔内に目的の圧電物質をエピタキシャル成長させる方法を検討した。圧電物質として、まず、ZnO を選択した。ZnO をエピタキシャル成長させるためのシード層を基板上に形成し、その上にブロック共重合ポリマーのミクロ相分離を利用して、ポーラス・ポリマー層を形成することができた。さらに、このポリマー層の細孔内に、アンモニア水溶液を用いた低温水熱合成法によって ZnO を成長させることができ、複合体を得ることができた。本手法により、無機結晶と有機ポリマーナノネットワークの複合体を形成できることを実証した。
また、新しい圧電材料として期待されているトリメチルクロロメチルアンモニウム塩化マンガン (TMCM-MnCl3) の合成を試みた。このペロブスカイト型の有機無機ハイブリッド結晶である TMCM-MnCl3 は、優れた圧電性能を示すことが報告されているが、その合成方法の詳細は不明である。合成条件を詳細に検討し、TMCM-MnCl3 の合成の成否に大きな影響を及ぼす因子を明らかにした。原料溶液から水分を除去する必要があるが、その減圧乾燥時の温度によって得られる物質が大きく変化することが判明した。また、TMCM-MnCl3 の合成に必要な原料溶液の混合比率を明らかにした。
さらに、TMCM-MnCl3 と同様のペロブスカイト型の結晶である CsPbBr3 の単結晶膜の成長法について検討を行った。
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