利用報告書 / User's Report | ARIM Japan公式ホームページ_マテリアル先端リサーチインフラ

【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.16】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22JI0028

利用課題名 / Title

タンデム変調熱プラズマを用いたZnOナノワイヤ/ナノプレートの大量生成と評価

利用した実施機関 / Support Institute

北陸先端科学技術大学院大学

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）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

ナノ粒子,ナノワイヤー・ナノファイバー

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)

田中康規

所属名 / Affiliation

国立大学法人金沢大学理工研究域電子情報通信学系

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

東嶺孝一,小林祥子

利用形態 / Support Type

（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

JI-009：透過電子顕微鏡

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

独自開発したタンデム型変調誘導熱プラズマを用いて，ナノ粒子・ナノワイヤを大量に生成することを目的としている。今回，ZnOナノワイヤの生成を目的として，Zn原料をAr-O₂熱プラズマに導入し，ZnOナノワイヤの生成を試みた。

実験 / Experimental

ナノ材料生成実験では，金沢大学が開発した新型タンデム型変調誘導熱プラズマTandem-MITPにTCFF法を組み合わせた。Tandem-MITPへの時間平均入力電力を20 kW 一定とした。下側コイル電流の変調度SCLを低く設定しつつ, 変調信号のデューティー比DF=66%, On-time=10 ms固定とした。コイル電流の振幅変調波形として振幅矩形波とした。上側コイル電流は無変調し安定維持を図った。プラズマトーチ上部からはプラズマ維持用のシースガスとしてArとO₂との混合ガスを供給した。このPMITPに対して，原料Zn粉体をArキャリアガス流にのせ，水冷金属管を通じて熱プラズマに直接大量供給した。原料は電磁バルブを用いて間歇的に供給した。クエンチングガスは導入していない。試験後，サンプリングした生成粒子に対しTEM測定を依頼した。

結果と考察 / Results and Discussion

直径100 nm程度のナノ粒子だけでなく，直径10-20 nm程度のナノワイヤが生成できていることが確認できた。このナノワイヤはZnOからなることも判明した。その生成レートはkg/hオーダとなることがわかり，ZnOナノワイヤを大量生成に成功した。

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)

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.

Yurina Nagase, Yasunori Tanaka, Yusuke Nakano, Tatsuo Ishijima, Shiori Sueyasu, Shu Watanabe, Keitaro Nakamura, High Production Rate Synthesis of ZnO Nanomaterials using Tandem Modulated Induction Thermal Plasmas 32th Annual Meeting of Material Research Society of Japan (MRS-J), 2022.12, Yokohama, Japan

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