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J-GLOBAL ID：201402277358098936   整理番号：14A0651461

陽極酸化により作製したアモルファスTa-Oナノチューブの安定性:熱的および構造解析

Stability of amorphous Ta-O nanotubes prepared by anodization: Thermal and structural analyses

著者 (6件)： NAKAMURA Ryusuke (Osaka Prefecture Univ., Sakai, JPN) ,  ASANO Kohta (National Inst. Advanced Industrial Sci. and Technol. (AIST), Ibaraki, JPN) ,  ISHIMARU Manabu (Kyushu Inst. Technol., Fukuoka, JPN) ,  SATO Kazuhisa (Tohoku Univ., Sendai, JPN) ,  TAKAHASHI Masahide (Osaka Prefecture Univ., Sakai, JPN) ,  NUMAKURA Hiroshi (Osaka Prefecture Univ., Sakai, JPN)
資料名： Journal of Materials Research  (Journal of Materials Research)
巻： 29  号： 6  ページ： 753-760  発行年： 2014年03月28日 
JST資料番号： D0987B  ISSN： 0884-2914  CODEN： JMREEE  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 高度な機能性が期待される規則配列ナノチューブを自己組織的に作製できる陽極酸化の手法をTa-O系に適用し,得られるアモルファスTa-Oナノチューブの安定性を調べた。Ta-Oナノチューブは,硫酸系電解液を用いたTaシートの陽極酸化によって作製した。X線回折によれば,得られたTa-Oナノチューブはアモルファスであり,1058Kでの熱処理によってもアモルファスを保ち,1128Kでの熱処理によって結晶化しβ-Ta₂O₅となった。透過型電子顕微鏡および制限視野電子線回折によれば,アモルファスTa-Oナノチューブの内径は約80nm,外径は約170nmであり,1128Kでの熱処理後はβ-Ta₂O₅ナノ結晶粒からなるナノチューブとなった。透過型電子顕微鏡下のエネルギー分散X線スペクトル分光(EDS)の結果,アモルファスTa-Oナノチューブの構成元素はTa,O,Sであり,OとSの分布は均一であった。熱重量-示差熱分析(TG-DTA)の結果,1073K付近で重量減少と吸熱が観測され,脱着ガスの質量分析は酸素および硫黄が放出されていることを示した。吸熱に伴うエンタルピ変化は13.4kJ/molであった。EDSおよびTGのデータから,アモルファスTa-Oナノチューブの組成はTa₂O_6.6S_0.7と計算された。アモルファスTa-Oナノチューブ1本の制限視野電子線回折結果から原子対の動径分布関数を求めた。その結果,アモルファスTa-Oナノチューブの動径分布関数ピーク位置は,別途スパッタリングにより作製したアモルファスTa₂O₅におけるTa-O,Ta-Ta,O-Oのピーク位置と一致しており,熱処理によってもピーク位置は変わらず鋭くなっていくことが分かった。アモルファスTa₂O₅は973K付近でβ-Ta₂O₅へ結晶化してしまうのに対して,アモルファスTa-Oナノチューブはより高い温度まで安定であり,これはTaとO,Sの間の化学結合によると考えられる。但し,この安定さは,熱力学的なものではなく,速度論的なものであり,OとSの拡散速度が大きくなる温度になると分解と結晶化が進むと考えられる。

シソーラス用語： *非晶質 ,  *酸化タンタル ,  *ナノチューブ ,  *安定性 ,  *アノード酸化 ,  熱分析 ,  構造解析 ,  *熱処理 ,  *結晶化 ,  主成分元素 ,  動径分布関数
準シソーラス用語： アモルファス ,  陽極酸化

分類 (3件)： 塩基,金属酸化物  (CD01030Z) ,  化成処理  (WC08050J) ,  セラミック・磁器の性質  (YC03030G)

タイトルに関連する用語 (7件)： 陽極酸化 ,  作製 ,  アモルファス ,  Ta ,  ナノチューブ ,  安定性 ,  構造解析