【公開日：2025.04.01】【最終更新日：2025.04.01】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22HK0022
利用課題名 / Title
アノード酸化により化成した皮膜の構造及び組成解析
利用した実施機関 / Support Institute
北海道大学 / Hokkaido Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
電子顕微鏡/Electron microscopy,イオンミリング/Ion milling,電子回折/Electron diffraction,スパッタリング/Sputtering,蒸着・成膜/Evaporation and Deposition,表面・界面・粒界制御/ Surface/interface/grain boundary control
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)
北野 翔
所属名 / Affiliation
北海道大学大学院工学研究院応用化学部門
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
平井直美,森有子,澤厚貴,遠堂敬史
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術相談/Technical Consultation
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
HK-401：収差補正走査型透過電子顕微鏡
HK-403：集束イオンビーム加工装置
HK-304：集束イオンビーム加工・観察装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
アノード酸化により作製した黒色ZnO光電極の元素組成および皮膜構造を分析した。
実験 / Experimental
金属Zn板を0.1 M NaOH水溶液中において5 Vで600秒間アノード酸化することにより、表面に黒色ZnO皮膜を形成した。作製した試料をミクロトームにより薄片化し、STEMにより皮膜の組成と構造を観察した。
結果と考察 / Results and Discussion
作製した皮膜の構造を観察したところ、粒径十数nmの粒子から成る膜厚500 nm程度の皮膜が形成されていることがわかった。また、皮膜と素地の界面は平坦ではなく、ラフネスの大きな形態であることがわかった。電子回折像を観察すると、ZnOの回折スポットに加えて金属Znに由来するスポットがみられた。また、高倍観察において格子縞を観察すると、ZnOとZnの構造に一致する面間隔がみられた。これらの結果から、0.1 M NaOH水溶液中で作製した黒色ZnO皮膜は、金属Znナノ粒子を含むZnO結晶から成る皮膜であることがわかった。EDS分析により皮膜の組成を調べたところ、表面から素地への深さ方向において、Zn比率が高くなる（O比率が低くなる）ことが明らかになった。これらの結果から、アノード酸化によって皮膜が形成された後、KOH水溶液中で組成が変化する可能性が示唆された。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 黒色ZnO皮膜の断面TEM像
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
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.
- 江口 知臣、増田 凌也、北野 翔、安住 和久、幅崎 浩樹、"濃度の異なるKOH水溶液中で 生成した多孔質アノード酸化ZnO膜の可視光応答光電気化学特性", 電気化学会第90回大会(仙台), 2023/3/27
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