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https://hdl.handle.net/2115/74937

In-situ Observation of Initial Electrodeposition Process by High Speed AFM

日本語

High speed

2018-08-01

表面技術協会

Journal of The Surface Finishing Society of Japan

69(1)

7-9

近年ナノテクノロジーを駆使し、マイクロマシン技術(MEMS)など様々なエレクトロニクスデバイスが開発されている。水溶液を使った電析法では、真空環境を必要としないため、電析を用いた色々な微細加工やエピタキシャル制御技術が研究されている。そのため、電析過程においてその表面構造をナノスケールで高精度かつ高速に制御することは重要であり、原子スケールでの反応プロセスの解明は必要不可欠である。一般的に金属電析では、図1に示すように電極上に析出した吸着原子が表面拡散をし、ステップやキンクに辿り着くことで、結晶が形成される。その過程で、表面に吸着した溶媒や添加剤が一緒に析出膜に取り込まれる。これは不純物として膜中に存在し、結晶欠陥や表面欠陥を生じさせ、電析膜の性能劣化に繋がるおそれがある。これら一連の電極反応プロセスは微細領域で高速でおこるがゆえ、そのメカニズムは非常に複雑であり、未だその解明には至っていない。核発生を対象とした表面形態を観測する手法は色々研究されている。なかでも、1980年代の走査型プローブ顕微鏡の発明により、探針（プローブ）を使った原子スケールのその場観察に道筋が開け、水溶液中の金属電析にも応用され、現在、核発生に関する研究も活発に議論されている。しかし既存の走査型プローブ顕微鏡（走査型トンネル顕微鏡：STM、原子力間顕微鏡：AFM）では、表面測定するのに2～3分程度を要すため、刻々と変化する吸着原子の表面拡散運動や、核発生現象などの遷移過程を観察することは非常に困難である。本稿では、そのような問題を解決するため、本研究室で取り組んでいる高速原子力間顕微鏡（高速AFM）を使った、電析初期における析出過程のその場観察の研究について紹介する。

学術雑誌論文

Version of Record

0915-1869

1884-3409

AN1005202X