2015 Fiscal Year Annual Research Report
サブμm粒子規則配列を転写した廃Siからのfcc-人工結晶格子の創製
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26550077
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| Research Institution | Ube National College of Technology |
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Principal Investigator |
友野 和哲 宇部工業高等専門学校, 物質工学科, 准教授 (40516449)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 裕基 宇部工業高等専門学校, 一般科, 講師 (50707130)
白根 竹人 宇部工業高等専門学校, 一般科, 講師 (70615161)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 再資源化 / ブロモシラン / 逆オパール構造 / オパール構造 / 電気化学的手法 / 構造色 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高純度SiからSiウエハーを切り出す工程において，60%の高純度Siが排出される。この高純度Siには，様々な不純物が含まれており，特に砥粒除去が困難なため，有効利用されずに廃棄されている。代表者は，この廃棄物SiからブロモシランとしてSi成分を抽出し，Si薄膜を電気化学的に作製する方法を見出した。
平成26年度では，ニッケル基板上のPS(ポリスチレン)粒子径を系統的に変更し，その隙間にシリコンを電析させることで逆オパールSiの作製を行った。結果として，様々なサイズのPS粒子を用いても，その鋳型に依存した逆オパールSiを作製できる条件を見出した。さらに，作製膜は目視で構造色を有し，絶対反射率測定の結果とブラグ式とスネル式から導出される反射率の理論式にある程度の相関性がみられた。
平成27年度では，逆オパール構造作製の知見を活かし，逆オパールMnO2を作製し，その空孔にSiを電析し，オパールSiの作製を試みた。しかし，逆オパールMnO2が徐々に溶解し，オパールSiの作製が困難であることがわかった。そこで，MnO2からニッケルへ変更した。電析条件を精査し，逆オパールニッケルの作製方法を明らかにした後，オパールSiの電析を試みた。SEM－EDS分析から，Siは空孔に充填せず，逆オパールニッケルのエッジ部分を起点としてSi膜を形成しやすいことがわかった。そこで，逆オパールニッケルの膜厚を減少させ，空孔へのSi電析が行いやすい条件へと変更した。TEM－EDS分析から，空孔内の壁面へのSi電析が生じている可能性が分かったが，密なオパールSiの電析には至っていない。現在，密なSi充填を行うため，逆オパールニッケルの空孔拡大，電析条件(浴温度・攪拌・ブロモシラン濃度)を精査し，オパールSiの作製を進めている。尚，鋳型であるニッケルは正の電位をかけることで溶解できることが分かった。
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