Elucidation of deposition mechanism of colloidal crystal thin film with Alder phase transition and continuous deposition process

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本研究はコロイド懸濁液が濃縮結晶化するメカニズム解明、成膜速度の高速化の可能性、そして濃縮結晶化による連続成膜の検証の３つのサブテーマより構成される。①濃縮結晶化メカニズムの解明：移流集積法とオイル被覆法との比較を行った。両者の引上げ速度（ｖ）と膜厚（ｔ）の相関を比較すると、移流集積法ではｔはｖ-1乗であるのに対しオイル被覆法ではｖ-1.5乗と違いが見られた。なお、両者の成膜は基板の引上げ（Dip Coating）で実施した。両者を同一速度で引き上げた際、コロイド結晶の膜厚はオイル被覆法が厚くなることが分かった。なお、オイル層の被覆膜厚には影響しなかった。なお、本サブテーマは米国ワシントン大学の共同研究者で化学工学の理論モデルの専門家であるLucient Brush准教授とオイル被覆法と移流集積法の違いについて説明できるモデル構築を進めている。②成膜速度の高速化の可能性：エタノール系シリカ懸濁液を利用し、アプリケーターによる水平塗工による高速塗工について系統的な実験を進めた。アプリケーターの掃引速度ｖとコロイド結晶の膜厚ｔの関係からｖ2/3乗であり、塗工工学で古くより知られてきたLandau-Levichモデルに従うことを確認した。また、同じ懸濁液を用いDip Coatingによる移流集積法で成膜した場合と比較すると、成膜速度が10000倍のオーダーの成膜速度の高速化が明らかとなった。③連続成膜の検証：②のエタノール系シリカ懸濁液を利用しR-to-R成膜装置のマイクログラビア塗工による成膜プロセスを検討した。コロイド結晶の膜厚や結晶性に課題が残る（配向面がFCC(111)面に加えFCC(100)面が生じるケースがある）ものの、1ｍを超える連続成膜が可能であることが確認できた。