【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.07.02】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23HK0106
利用課題名 / Title
二酸化炭素資を源化するプラズモン増強光電極の構築
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）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）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed
キーワード / Keywords
蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation,PVD,スパッタリング/ Sputtering,電子分光/ Electron spectroscopy,太陽電池/ Solar cell,エネルギー貯蔵/ Energy storage,エレクトロデバイス/ Electronic device,光デバイス/ Optical Device
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)
申 杰
所属名 / Affiliation
北海道大学電子科学研究所
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
石旭,松尾保孝
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
HK-611：多元スパッタ装置
HK-406：X線光電子分光装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
地球温暖化につながると考えられる二酸化炭素の削減方法について様々なアプローチが考えられている。その一つとして炭素源としての固定化・資源化することが上げられる。太陽光エネルギーを用いた二酸化炭素の資源化が実現できれば、もっとも効率的な二酸化炭素削減方法になると考えられる。そこで、光による二酸化炭素の電気化学的還元を行うための電極作製について検討を行った。
実験 / Experimental
電極材料の候補として、NiO膜の検討を行った。NiO膜の作製方法はゾルゲル法、スパッタ法、原子層堆積法など多様な成膜方法が存在するが、今回はNiOの電気特性制御を検討するために、Niターゲットを用いた反応性スパッタにより酸素の含有状態を制御したNiO成膜を試みた。また、作製した薄膜についての特性評価はX線光電子分光装置や吸収スペクトル測定により行った。
結果と考察 / Results and Discussion
NiOは多元スパッタ装置を用い、ArにO2を混合した条件で反応性スパッタにて作製した。480秒及び1480秒の成膜時間、放電出力は50Wおよび100W、酸素の流量を1.0sccm～2.0sccmの範囲で変更し、最適な成膜条件の検討を行った。その結果、300度アニール後のXPSスペクトル（図１）ではほぼ同じNiとOのピークが観察されたが、吸収スペクトルの測定では1480s、100Wの成膜条件において大きな光吸収を示した。今後は結晶状態の解析などを行い、効率的な還元反応を誘起するために必要な成膜条件について継続して検討を行う。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図１ NiOフィルムのXPSスペクトル（アニール後）
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