2成分金属の時空間パターンを利用した自動配列する1次元導体絶縁体縞構造の開発

开发一维导体-绝缘体条纹结构，利用双组分金属的时空图案自动排列

• 批准号: 16740229
• 负责人: 長峯 祐子
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16740229/
• 关键词: 時空間パターン; 銀; アンチモン; 硫黄; 縞; 電極; 電着膜; 固体電解質; 縞構造; EPMA; 元素濃度; 相分離; 対流; 吸着

銀とアンチモンを溶かした水溶液に金属電極を挿入し、この金属電極表面上に、水溶液に溶けている銀とアンチモンを電気吸着させ、銀とアンチモンの電着膜を電極表面上に形成させる。その際、その電着膜表面に白と黒からなる時空間パターンが観察できる。この時空間パターンは、10μm程度の幅の、銀リッチな白い縞とアンチモンリッチな黒い縞から形成されており、電極表面に銀とアンチモンの電気吸着が続く限り、1μm/s程度の速さで動き続ける。この時空間パターンの形成メカニズムは現在明らかにされていない。前年度は、電着膜表面に観察できる時空間パターンの白と黒の縞の導伝率を正確に測定するために、まず時空間パターン下の状態を調査した。その結果、パターン下には、表面とは全く違う元素濃度を持つ均一な電着膜相が存在することがわかった。今年度はそのパターン下に存在する相をEPMA(Electron Probe MicroAnalyzer)を用いてさらに詳しく調べたところ、その均一電着膜相には「銀」、「アンチモン」、「硫黄」が含まれることがわかった。この「硫黄」は、銀、アンチモンを溶かしている水溶液に一緒に加えておいたチオシアン酸カリウムの硫黄が、銀、アンチモンの電極吸着とともに一緒に吸着し、この相に含まれたと考えられる。数少ない文献には「銀」、「アンチモン」、「硫黄」の化合物である「硫化銀アンチモン」はイオンが固体中を伝導できる固体電解質であると記されている。パターン下に存在するの均一電着膜相はこの「硫化銀アンチモン」である可能性が高い。このことは固体電解質内のイオンの動的な性質が、銀とアンチモンの時空間パターンの動的性質に関与している可能性を示している。

将金属电极插入溶解有银和锑的水溶液中，溶解在水溶液中的银和锑电吸附到该金属电极的表面，从而在电极表面形成银和锑的电沉积膜。 。此时，在电沉积膜的表面上可以观察到由白色和黑色组成的时空图案。这种时空图案由富银的白色条纹和富锑的黑色条纹组成，宽度约为10μm，只要银和锑在电极表面继续电吸附，就会以约1μm的速度移动/s。这种时空格局的形成机制目前尚不清楚。去年，为了准确测量电沉积膜表面可观察到的时空图案中白色和黑色条纹的电导率，我们首先研究了时空图案下的条件。结果发现，图案下方存在均匀的电沉积膜相，其元素浓度与表面完全不同。今年，我们使用EPMA（电子探针显微分析仪）更详细地研究了图案下存在的相，发现均匀的电沉积膜相含有“银”、“锑”和“硫”。认为该“硫”是由于添加到溶解有银和锑的水溶液中的硫氰酸钾的硫与银和锑的电极吸附一起被吸附而包含在该相中的。一些文件描述了“硫化银锑”，一种“银”、“锑”和“硫”的化合物，是一种固体电解质，允许离子通过固体物质传导。存在于图案下方的均匀电沉积膜相很可能就是这种“硫化银锑”。这表明固体电解质中离子的动态特性可能涉及银和锑时空图案的动态特性。

项目成果

Freezing of phase separation in spatiotemporal stripe patterns formed by Ag and Sb co-electrodeposition

Ag和Sb共电沉积形成的时空条纹图案中相分离的冻结

• 发表时间: 2007
• 期刊: Surface Science 601
• 作者: T.Nakanishi;K.Sugiyama;M.Kitano;Yuko Nagamine
• 通讯作者: Yuko Nagamine

Surface morphology of spatiotemporal stripe patterns formed by Ag/Sb co-electrodeposition

Ag/Sb共电沉积形成的时空条纹图案的表面形貌

• 发表时间: 2005
• 期刊: Surface Science 575・1-2
• 作者: T.Nakanishi;K.Sugiyama;M.Kitano;Yuko Nagamine;Yuko Nagamine;Yuko Nagamine
• 通讯作者: Yuko Nagamine

Electric stability of spatiotemporal stripe patterns formed by silver and antimony co-electrodeposition under the constant current mode

恒流模式下银锑共电沉积时空条纹图案的电稳定性

• 发表时间: 2004
• 期刊: Thin Solid Films 460
• 作者: T.Nakanishi;K.Sugiyama;M.Kitano;Yuko Nagamine;Yuko Nagamine;Yuko Nagamine;Yuko Nagamine
• 通讯作者: Yuko Nagamine