【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.08】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22NI0105
利用課題名 / Title
ArイオンミリングによるCo水酸化物の化学状態変化
利用した実施機関 / Support Institute
名古屋工業大学
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）マテリアルの高度循環のための技術/Advanced materials recycling technologies
キーワード / Keywords
コバルト水酸化物, CoOOH,電子顕微鏡/Electron microscopy,イオンミリング/Ion milling,電極材料/ Electrode material,資源使用量低減技術/ Technologies for reducing resource usage
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
吉田 周平
所属名 / Affiliation
豊田自動織機
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
浅香透
利用形態 / Support Type
（主 / Main）共同研究/Joint Research（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
球面収差補正走査透過電子顕微鏡を用い、金属CoおよびCo酸化物の電子エネルギー損失スペクトル（EELS）を取得した。CoOOHにおいて、Arイオンミリングで薄片加工したCoOOHと粉末CoOOHサンプルを比較したところ、Co-L3スペクトルがピークシフトしていることが分かった。これはArイオンミリングの影響でCoOOHの化学状態が変化したことが推察される。
実験 / Experimental
電子エネルギー損失分光法による化学状態分析を行った。分析装置として球面収差補正走査透過電子顕微鏡（JEM-ARM200F）を使用した。またエネルギーフィルターにはGIF Quantumを使用し、770eV～810eVのEELSを取得した。Co、CoO、Co3O4、CoOOHの粉末をエポキシ樹脂に包埋し、Arイオンミリング装置（EM-09100ISイオンスライサ）を用い薄片サンプルを作製した。またCoOOHのみ粉末をグリッドメッシュ上に載せたサンプルを作製し、それぞれのサンプルのEELSを比較することでArイオンミリング加工が及ぼす影響を評価した。
結果と考察 / Results and Discussion
Fig. 1にCo-L端のEELSを示す。それぞれのサンプルでL2、L3スペクトルが検出された。L2、L3いずれの吸収スペクトルにおいても、損失エネルギーがサンプルごとに変化していることが確認できる。Fig. 2に化学式から得られる形式的なCo価数とCo-L3スペクトルの損失エネルギーの関係を示す。おおよそCo価数が増加するのに伴い、Co-L3スペクトルの損失エネルギーも増大する傾向が得られた。しかしArイオンミリングのサンプル間で比較すると、CoOOHはCo価数に対してCo-L3スペクトルの損失エネルギーが小さいことが確認できる。またArイオンミリング加工をしていないCoOOHの粉末サンプルと比較すると、Arイオンミリングのサンプルの方がCo-L3スペクトルの損失エネルギーが約1eV低いことが分かった。この結果よりArイオンミリングの影響によりCoOOHの伝導帯の状態密度が変化し、スペクトルが低エネルギー側にシフトしたことが推察される。以上よりCoOOHはArイオンミリングの影響により、本来の化学状態から変質してしまうことが示唆された。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 Co-L端のEELS
Fig. 2 Co価数とCo-L3スペクトルの損失エネルギーの関係
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
機器利用にあたり、TEM操作のご指導およびご助言いただきました浅香准教授には深く感謝を申し上げます。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件