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Preparation of tungsten carbide nanoparticles by ion implantation and electrochemical etching

イオン注入と電気化学エッチングを用いた炭化タングステンナノ微粒子の作製

加藤 翔; 八巻 徹也; 山本 春也; 箱田 照幸; 川口 和弘; 小林 知洋*; 鈴木 晶大*; 寺井 隆幸*

Kato, Sho; Yamaki, Tetsuya; Yamamoto, Shunya; Hakoda, Teruyuki; Kawaguchi, Kazuhiro; Kobayashi, Tomohiro*; Suzuki, Akihiro*; Terai, Takayuki*

本研究では、イオン注入と電気化学エッチングを組合せて、グラッシーカーボン基板上に炭化タングステン(WC)のナノ微粒子を作製した。実験では、100keV W$$^+$$をグラッシーカーボン基板に照射して注入試料を作製した後、水酸化ナトリウム水溶液中で注入試料の表面をアノード酸化によりエッチングした。試料の分析にはX線光電子分光(XPS), ラザフォード後方散乱分析(RBS), 透過型電子顕微鏡(TEM)を用いた。XPS, RBSの結果から、試料中でWCが形成されていたことと、電気化学エッチングによってその高濃度導入面が表面に露出したことが確認できた。断面TEMによって直径約10nmのナノ微粒子が表層に存在している様子が観察された。

We implanted 100 keV W$$^+$$ in unpolished GC substrates at nominal fluences up to $$1.7times10^{17}$$ ions/cm$$^2$$. The implanted samples were electrochemically anodized in a NaOH aqueous solution to etch the surface layer. The analyses were performed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Rutherford backscattering spectrometry (RBS), and transmission electron microscopy (TEM). XPS W 4f spectra indicated the formation of carbides as reported previously. The electrochemical etching clearly increased the W concentration on the surface. According to the RBS results, half of the implanted W atoms were retained in the substrate, while the rest should escape to the etching solution. The cross-sectional TEM image revealed a uniform distribution of WC particles with a diameter of less than 10 nm just near the surface region.

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パーセンタイル:100

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