2023 Fiscal Year Annual Research Report
Systematic understanding on surface processing by anodization of SiC, and its application in structural and electronic materials
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21H01670
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
深見 一弘 京都大学, 工学研究科, 准教授 (60452322)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北田 敦 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30636254)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 陽極酸化 / シリコンカーバイド / ダイヤモンド / 電析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高い熱安定性、機械強度、化学安定性を誇るSiCを加工することは極めて難しい。これに対し我々は、SiCの格子欠陥生成を定量的に制御することにより、電気化学活性を著しく向上させ、陽極酸化により表面の加工が可能になることを見出してきた。本研究ではSiC結晶の対称性の破れがもたらすと考えているSiCの活性化について、格子欠陥生成と格子振動の選択励起によって活性化機構の解明を目指すことを目的としている。更に、SiC酸化反応にH2Oが必須であることに着目して、超高濃度水溶液を使う自由水の濃度制御法を活用し、電析技術と組み合わせた材料創製を目指している。
本年度は、SiCと同様に安定性に優れ、加工が難しい次世代半導体材料であるダイヤモンドの陽極酸化に取り組んだ。その結果、高エネルギーのイオン照射によって電気化学反応活性が向上し、表面をナノポーラス化できることことが明らかとなった。XPSなどの各種分析を行ったところ、高エネルギーのイオン照射によってsp3の炭素結合の一部がsp2炭素結合へと変化し、それが反応活性を誘起していることが明らかとなった。一方、陽極酸化SiCと金属との複合材料創製の観点から、新たな合金電析技術の開拓も進めた。イオン液体と水の混合液体を用いると、自由水の少ない相分離した液体構造が得られ、これを用いることでCrCoNiミディアムエントロピー合金の電析に成功した。この合金薄膜が高い耐摩耗性と耐食性を有することも明らかとなった。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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