マイルドプロセスによる3次元ナノ構造を有する機能性界面の創出

通过温和工艺创建具有 3D 纳米结构的功能界面

基本信息

批准号：
17760569
负责人：
上田正人
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

H17年度は、Ti合金基板に化学処理と水熱処理を施すことで、角柱状のアナターゼ型TiO_2結晶からなる膜を合成する手法を確立した。本年度は、光電極・光触媒等の幅広い応用が期待されるSrTiO_3膜をTi基板上にマイルドプロセスで合成する手法、表面形態を制御する手法ついて検討した。Ti基板(8×8×2^t[mm])を353Kに保持した9M H_2O_2/0.1M HCl水溶液中に60min浸漬させた後、0.3〜300mMのSr(OH)_2水溶液に浸漬し、オートクレーブ中にて453K-24hの水熱処理を施した。0.3mM Sr(OH)_2水溶液を用いた水熱処理では、結晶性の良好なアナターゼ型TiO_2膜が合成された。生成したTiO_2結晶は角柱状を呈し、NH_3水溶液を用いた水熱処理で得られる形態とほとんど同じであった。一方、3〜300mM Sr(OH)_2水溶液を用いた場合、結晶性の高いペロブスカイト型SrTiO_3が合成された。生成したSrTiO_3結晶は、3mMでサンゴ状(ロッド径:約50nm)、300mMで球状(直径:約350nm)、30mMではそれらの中間的な形状を呈し、表面形態はSr(OH)_2濃度に強く依存した。これらの膜にAr中で873K-3hの熱処理を施すと、球状のSrTiO_3結晶では焼結が進行し、形態は著しく変化した。一方、サンゴ状の結晶では形態が全く変化せず、熱的安定性が高いことが示唆された。300mM Sr(OH)_2水溶液に300mM、1MのNH_3水溶液を等量加えた混合溶液中で水熱処理を施すと、球状のSrTiO_3結晶が析出し、その平均サイズは添加NH_3濃度が300mMで若干粗大化し(直径:約400nm)、1Mで微細化した(直径:約200nm)。このように、マイルドプロセスにてバリエーションに富んだ3次元構造を有する酸化物膜を合成することができた。

在FY217中，通过化学处理和水热处理TI合金板的合成合成角质反式TIO_2晶体合成的合成方法。在这个财政年度，一种合成SRTIO_3膜的方法，该方法预计具有广泛的应用，例如光电电极和光催化剂，具有轻度的过程，以及一种控制表面形式的方法。 9M H_2O_2/0.1M将Ti板（8×8×2^t [mm]）置于353K中，将60分钟浸入水溶液中，0.3-300mm SR（OH）_2浸入水溶液中，并在Autoclave中-24H应用于水热处理。在水热处理中使用水溶液，合成了良好的结晶度TIO_2膜。生成的TiO_2晶体是一个方柱，几乎与使用水溶液通过水热处理获得的形式相同。另一方面，当在3至300mm SR（OH）_2中使用水溶液时，合成了高结晶的Pelob Scite型SRTIO_3。生成的SRTIO_3晶体具有珊瑚形（杆直径：约50 nm），300mm 300mm（直径：约350 nm），30mm的形状具有中间形状，表面形式为SR（OH）_2 _2 _2强在上面。当将873K-3H的热处理应用于AR中的这些膜时，烧结在球形SRTIO_3晶体中的进行，形式发生了显着变化。另一方面，建议珊瑚形晶体的形式根本没有变化，并且是高度稳定性的。 300mm SR（OH）_2 300mm到水溶液，300mm，1M NH_3溶液，当在具有相等量的混合溶液中施加水热处理时，球形SRTIO_3晶体不秩序，其平均尺寸略微慢groppy添加剂添加的NH_3浓度（直径：约400 nm），在1M处微化（直径：约200 nm）。通过这种方式，合成了具有三维结构的氧化物膜在轻度过程中具有多种变化的氧化物膜。