【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.19】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23NM5219
利用課題名 / Title
水素透過計測のための試料表面処理に関する研究
利用した実施機関 / Support Institute
物質・材料研究機構 / NIMS
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）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis
【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）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
キーワード / Keywords
電子顕微鏡/ Electronic microscope,質量分析/ Mass spectrometry,表面・界面・粒界制御/ Surface/interface/grain boundary control,走査プローブ顕微鏡/ Scanning probe microscope,水素貯蔵/ Hydrogen storage
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)
板倉 明子
所属名 / Affiliation
物質・材料研究機構
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
艸分倫子,矢ヶ部太郎
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
吉田美沙,諸永拓
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術補助/Technical Assistance（副 / Sub）,技術代行/Technology Substitution
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
NM-607：スパッタ装置 [CFS-4EP-LL #3]
NM-608：スパッタ装置 [JSP-8000]
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
電子励起脱離法で水素の可視化を行うことで、水素エネルギー社会での利用が可能な材料開発の研究を行っている。独自開発した水素可視化装置、オペランド水素顕微鏡で実験は、水素の信号計測のために超高真空環境が必須である。水素透過計測を行う場合、水素導入室と超高真空室（計測室）を試料で分離する。この時、計測中に、試料構成原子が真空環境を汚染しないことが必要である。昇華しやすい材料の表面に、ガス放出抑制のための被膜を製膜し、計測を行った。
実験 / Experimental
超高真空環境に試料を導入するため、試料表面にガス放出量低減のための被膜を製膜する。水素透過量を増加させるため、水素導入面に水素透過促進のための被膜を付ける。このため、スパッタ蒸着装置で合金あるいは金属単体の成膜を行う。被膜内部の組成を確認するために、EDXによる組成分析を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
オペランド水素顕微鏡で、水素透過計測を行う際に必要なガス放出低減のための被膜は、十分に機能し、試料材料からのガス放出量を提言していることが確認された。また、水素透過量促進のための、水素導入側に製膜したパラジウム被膜も、予定通り機能し、水素可視化実験が行うことができた。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
ARIM装置を用いて実行した酸化物等の水素透過可視化を可能にするのための被膜、ガス放出低減のための被膜は、過年にそれぞれ特開2022-018023、特願2022-57858として出願中。
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)
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Satoka Aoyagi, Classification of EBSD Kikuchi Patterns for Stainless Steel by Unsupervised Learning Methods to Investigate Grain Boundaries, e-Journal of Surface Science and Nanotechnology, 21, 128-131(2023).
DOI: 10.1380/ejssnt.2023-023
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Tomoyasu FUJIMARU, Attempt to Visualize the Local Hydrogen Permeation through Vanadium Membrane, Vacuum and Surface Science, 66, 608-612(2023).
DOI: 10.1380/vss.66.608
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Naoya Miyauchi, Apparatus design of operando hydrogen microscope for visualization of time-dependent distribution of hydrogen, Journal of Vacuum Science & Technology A, 42, (2023).
DOI: 10.1116/6.0003153
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 青柳里果，佐野祐輝，藤丸朋泰，松本佳久，艸分倫子，板倉明子，”純バナジウム透過水素分布と結晶構造イメージフュージョンによる関係評価” 第61回表面分析研究会（神奈川）， 2024/03/07 - 2024/03/08
- 藤丸朋泰，宮井颯太，平山智春，艸分倫子，宮内直弥，板倉明子，松本佳久，“電子励起脱離および銀デコレーションによる実時間・局所水素透過計測”，日本金属学会 2024年春期(第174回)講演大会（東京），2024/03/12 - 2024/03/15
- 板倉明子，“オペランド水素顕微鏡に関連する研究紹介”，金属学会非鉄金属材料の水素侵入・水素脆化研究グループ第5回研究会（茨城），2024/01/24
- A.N. Itakura, N. Miyauchi, H. Yoshida, “Visualization of micro-level leak position of filters and vacuum seals" Annual Meeting of the Japan Society of Vacuum and Surface Science 2023 (愛知), 2023/10/31 - 2023/11/02
- 藤丸朋泰，木本裕大，佐藤翔一，宮内直弥，永森繭，艸分倫子，板倉明子，松本佳久，“バナジウム膜を透過する水素の局所可視化の試み”，水素若手研究会 第17回研究会（東京），2023/08/23 - 2023/08/24
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