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水溶液法で酸化亜鉛を直接パターニング

机译：通过水溶液法直接图案化氧化锌

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酸化亜鉛は、多機能セラミックスとして注目される材料の1つです。 透明でありながら電気を流すという性質を利用して、太陽電池やディスプレイなどの光透過を必要とする場所での電極材料のほか、低加速電圧で発光する特性を応用して、低電力小型ディスプレイ用の蛍光材料に期待されています。 これらのデバイス化のためには、配線、配列のためのパターニング技術が不可欠です。 当グループは、客員研究員河本邦仁教授（名古屋大学）との共同で、水溶液法によって酸化亜鉛を直接パターニングする技術開発に成功しました。 まず、基板を化学溶液（フェニルトリクロロシラン）に浸し、自己組織膜と呼ばれる有機薄膜層を作ります（図1a）。 露光装置を使って、マスクパターンを投影すると光があたった部分の薄膜がこわれます（図1b）。 これを触媒液に浸すと、薄膜層の残った部分にのみ触媒が付きます。次に亜鉛の中性反応水溶液に浸すと、触媒付近のpHが上昇し、酸化亜鉛を選択析出させることができます（図1c）。 その結果、粒径200ナノメートルの粒子でできた最小線幅1ミクロンの酸化亜鉛パターンを描くことができました。 この酸化亜鉛パターンに電子をあてると、ナノ粒子1つ1つが発光しているのをとらえることができ、低温合成でも十分に機能を有することが示されました（図2）。
机译：氧化锌是作为多功能陶瓷引起关注的材料之一。除了在需要透光的地方使用电极材料（例如太阳能电池和显示器）之外，还利用透明状态下通过电流的特性，以低加速电压发光的低功率紧凑型显示器有望用作荧光材料。布线和布置的图案化技术对于制造这些设备必不可少。与访问学者川本邦人教授（名古屋大学）合作，我们小组成功开发了一种通过水溶液法直接对氧化锌进行构图的技术。首先，将基板浸入化学溶液（苯基三氯硅烷）中以形成称为自组织膜的有机薄膜层（图1a）。当使用曝光设备投影掩模图案时，曝光区域的薄膜会破裂（图1b）。当将其浸入催化剂溶液中时，催化剂仅附着至薄膜层的其余部分。接着，当浸入锌的中性反应水溶液中时，催化剂附近的pH升高，并且可以选择性地沉淀氧化锌（图1c）。结果，我们能够绘制最小线宽为1微米的氧化锌图案，该图案由粒径为200纳米的颗粒制成。当将电子施加到该氧化锌图案时，可以捕获每个纳米粒子的发射，这表明即使在低温合成中它也具有足够的功能（图2）。

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