Chemical interaction in tungsten-implanted glassy carbon

タングステンイオン注入されたグラッシーカーボンにおける化学的相互作用

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

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

基板との化学反応性が高い金属イオンを注入すると、イオンの飛程付近に化合物が形成される。例えば、グラッシーカーボン(GC)へのタングステン(W)イオン注入では、室温においても両者が反応し炭化タングステンの形成が期待される。そこで本研究では、イオンビームを用いた燃料電池触媒研究の一環として、GC基板中に100keV Wを注入することで形成された微粒子に対し、X線光電子分光分析を行い構成元素の化学状態を詳細に検討した。注入層における化学的な相互作用は、生成化合物の標準ギブス自由エネルギーを用いて説明することが可能であった。

Chemical transformations involved during ion implantation can lead to material modifications. Our focus here was on the interaction of tungsten (W) ions implanted in glassy carbon (GC). Recent studies dealt with nanosized particles of W carbides in a W-ion-implanted GC substrate in terms of their composition, electrochemical properties, and morphology. In this paper, we discuss a detailed study of compound formation resulting from W implants in GC for the first time, emphasizing the importance of chemical interactions in determining the final properties of the implanted layer.