【公開日：2025.06.26】【最終更新日：2025.06.20】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22TU0028

利用課題名 / Title

多孔質金属材料中に形成したセラミックスの構造解析

利用した実施機関 / Support Institute

東北大学 / Tohoku Univ.

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）計測・分析/Advanced Characterization（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）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

複合材料, 多孔質材料, 酸化物ナノワイヤ,電子顕微鏡/Electron microscopy,集束イオンビーム/Focused ion beam,セラミックスデバイス/ Ceramic device,IoTセンサ/ IoT sensor,ナノ多孔体/ Nanoporuous material

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)

小松 啓志

所属名 / Affiliation

長岡技術科学大学物質生物工学分野

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

今野豊彦,長迫実,竹中佳生

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

TU-504：超高分解能透過電子顕微鏡
TU-517：透過電子顕微鏡
TU-507：集束イオンビーム加工装置
TU-508：集束イオンビーム加工装置

報告書データ / Report

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

癌などの未病を早期に発見可能な新規のガスセンシング材料を提案するための、多孔質金属材料中に形成したセラミックスの構造解析を行う。大気開放型CVD法を用いて、ビス(ジピバロイルメタナト)亜鉛を原料にZnOウイスカーをサブミクロンオーダーの穴を有する多孔質金属基板上に試作した。組成の違いに由来するコントラスト差から、多孔質金属中の穴にZnOウイスカー群の成長が表面からの顕微鏡観察で期待できた。しかしながら、多孔質金属基板自体が、その性質上、もろく、断面方向のサンプル加工また顕微鏡観察が難しい。そこで、FEI-Versa3D、FEI-Quanta3Dを用いて、コントラストが多孔質基材のものと異なる領域に関して、加工することで多孔質金属材料中に形成したセラミックス層を確認し、多孔質金属材料とセラミックス層の界面構造解析をJEM-2000EXIIとJEM-ARM200Fで実施する。

実験 / Experimental

金属溶湯脱成分法で作製される多孔質金属材料を得る。ナノからサブミクロンオーダの気孔を有する多孔質金属FeCr合金を得た。作製した多孔質金属FeCr合金に対して、大気開放型 CVD 法を用いて、ビス(ジピバロイルメタナト)亜鉛を原料に ZnO ウイスカーならびにトリ-i-プロポキシアルミニウム原料を導入し、多孔質金属基板上に作製した。FIB-TEM解析には、FIB（Versa 3D Dual Beam、Quanta 3D 200i Dual Beam）、透過電子顕微鏡 (JEM-2000EXII)、原子分解能TEM （JEM-ARM200F Cold）を用いた。

結果と考察 / Results and Discussion

FIB加工において、表面にダメージが入らないように保護膜を蒸着した後、Gaイオンビームにより削り加工を行い、TEM用サンプルを作製した。Fig.1にFIB/TEMを用いた断面FIB/TEM像を示す。多孔質金属（FeCrV合金）中でのZnOウイスカーに由来する、Znのカウント（下段の右端）を確認した。細孔中でのZnOウイスカーの成長を確認できた。これにより、ナノからサブミクロンオーダの気孔を有するポーラス金属の多機能化が期待できた。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig. 1 ZnO/FeCrV合金の断面FIB/TEM像

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