アルキル化法による可溶性金属酸化物および硫化物の合成に関する研究

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トリアルキルインジウムを各種金属酸化物あるいは硫化物とベンゼンなどの芳香族系溶媒中で混合し加熱撹拌することにより、これらの金属酸化物あるいは硫化物はアルキル化されるとともにインジウムとの間に酸素またはイオウ架橋が形成され、In-E-Mt(E;酸素またはイオウ、Mt;金属元素)を基本的な繰り返し単位とする複核オリゴマーが得られた。ここで合成した複核オリゴマーは比較的空気中で安定な樹脂状を呈し、また非極性溶媒あるいは極性非プロトン性溶媒に可溶であるという特微をもつ。さらに得られた複核オリゴマーの詳細な熱分析の結果、不活性雰囲気中約400℃以下で相当する複酸化物あるいは硫化物に変換できることを見出した。したがってこれら新に合成した複核オリゴマーは塗布焼成法による該当する酸化物あるいは硫化物薄膜の良い前駆体となることが明らかとなった。実際に、トリブチルインジウムと酸化インジウムとの反応で得られた複核オリゴマーをキシレン溶液としこれをガラス基板上に塗布した後、400℃で熱分解することにより、透明性が高く抵抗が低い(可視光の平均透過率90%以上、低抗率10^<-4>Ωcm程度)ITO薄膜が製作可能となった。特に15族硫化物との反応では高収率で複核オリゴマーが得られたが、詳細な分析の結果In/Mt比がほぼ1になることを見いだした。このような複核オリゴマーの不活性雰囲気中での熱分解では複硫化物で得られることは既述の通りであるが、水素を約5%含む窒素雰囲気下で熱分解を行うと有機残基の飛散と脱硫とが同時に起こり、相当するインジウムヒ素などの13-15族化合物半導体が生成することを見出した。これは今までにないまったく新しい13-15族化合物半導体の合成法となることが期待される。