機能性酸化物ナノ粒子

セリウム酸化物は、固体酸化物形燃料電池の電解質、触媒、紫外線の遮蔽材、シリコンデバイスの平坦化用研磨材等に幅広く応用されている機能性材料です。これら機能性を向上させるために、現在ナノ粒子化の研究が幅広く行われています。 これまでに、セリアナノ粒子の作製手法、電気伝導性、触媒としての特性などが報告されていますが、電気伝導性の評価において、粒界伝導などナノ粒子特有の現象を明らかにするためには、10 nm以下の粒径を保った状態で緻密体を得る手法が必要です。

本グループではセリアナノ粒子の電気的性質の超高圧下測定に着目しています。ギガパスカルの圧力下ではナノ粒子圧紛体は空隙をほとんど含まず、その電気伝導性をin-situ測定することでナノ粒子及び界面に起因する電気伝導現象を評価することが可能になると期待されます。 図1は、本グループで作製されたMn添加セリアナノ粒子の走査プローブ顕微鏡によるTOPO像です。数nmのサイズのセリアナノ粒子が凝集している様子が分かります。現在、これら試料の電気伝導性を高圧下で評価しています。

図1: Mn添加セリアナノ粒子のSPM像