【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.26】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22KT1182
利用課題名 / Title
電気化学反応を利用した表面微細構造形成
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学
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）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
ダイヤモンド,陽極酸化,ナノポア,蒸着・成膜/Evaporation and Deposition,異種材料接着・接合技術/ Dissimilar material adhesion/bonding technology
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)
深見 一弘
所属名 / Affiliation
京都大学 大学院工学研究科
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
大村英治
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance
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)
ホウ素ドープダイヤモンド（BDD）は広い電位窓や高い化学的・物理的安定性から、優れた半導体電極として知られ、電気化学センサーとしての利用が期待されている。湿式処理によるBDDのナノポーラス化に関する研究はその物理的・化学的安定性のため困難であると考えられてきた。本研究では、BDDへの高エネルギーイオン照射と陽極酸化により、ナノポーラスBDDが作製可能か検討した。
実験 / Experimental
Si基板上へCVDにより製膜した多結晶のBDDを電極として用い、硫酸と酢酸の混合水溶液を用いて陽極酸化を行った。処理後の試料をTEM観察するにあたり、FIBで断面試料を作製した。FIB加工に際して、Crを10 nm、Auを100 nm真空蒸着装置により製膜し、表面構造の保護を行った。図1にBDDの断面TEM像を示す。 (a)は未処理、(b)はイオン照射と4時間陽極酸化、(c)はイオン照射と8時間陽極酸化を実施した試料である。
結果と考察 / Results and Discussion
高エネルギーイオン照射を行ったBDDを陽極酸化したところ、表面に10 nm程度の孔径をもつナノポーラスBDDの形成が確認できた。表面をXPSで分析したところ、sp3の炭素が検出され、ダイヤモンド構造を維持していることが示唆された。一方、高エネルギーイオン照射を行わずにBDDを陽極酸化したところ、表面の荒れは確認できたものの、XPS測定から表面が水酸基やカルボキシ基が検出されたことから、表面が酸化し、BDDとして機能しない表面であることがわかった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1. BDDの断面TEM像。 (a)は未処理、(b)はイオン照射と4時間陽極酸化、(c)はイオン照射と8時間陽極酸化を実施した試料を示す。
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.
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