有機薄膜のモルフォロジーと薄膜作製時に発生する膜内対流構造との相関

有机薄膜的形貌与薄膜制造过程中发生的膜内对流结构之间的相关性

• 批准号: 06650849
• 负责人: 塚田 隆夫
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06650849/
• 关键词: 有機薄膜; 回転塗布法; マランゴニ効果; 対流

キャスト法あるいは回転塗布法といったウエットプロセスによる有機(高分子)薄膜作製法では、揮発性の溶媒に溶かした薄膜材料を、基板に塗布し、溶媒を自然にあるいは回転乾燥することにより薄膜化を行う。これら乾燥プロセスの際には、液膜内に急峻な温度勾配あるいは濃度勾配が発生し、条件によっては、マラカゴニ効果に基ずく不安定性により対流が発生する可能性があり、有機薄膜形成過程が非常に速い場合、膜内に発生したこの対流の空間構造が凍結され、薄膜のモルフォロジーに影響を与える可能性がある。本研究では、有機薄膜作製時におけるマランゴニ不安定に基づく対流の発生の可能性を探究すべく、高分子溶液の表面張力測定、線形安定性理論による検討を行うと共に、実際に回転塗布法による有機薄膜の作製を試みた。高分子溶液の表面張力を測定するに当たり、滴重法に基づく測定装置を自作した。なお、装置は温度制御(25℃)に加え、高分子溶液が揮発性であることから、周囲雰囲気が飽和蒸気圧に維持さけるよう制御した。対象とした高分子溶液は、PMMA(ポリメタクリル酸メチル)のモノクロロベンゼン溶液である。測定の結果、PMMA濃度(C=0〜10wt%)の増加に伴い、表面張力(σ)は減少する(dσ/dC<0)傾向を示した。この関係を線形安定性理論に適用すると、本系はマランゴニ的には安定な糸となる。従って、PMMA-モノクロロベンゼン系においては、マランゴニ不安定に基づく対流の発生の可能性が無いことが分かった。これを確認するために、現在回転塗布法により実際に薄膜作製を試みている。しかし、回転塗布法による有機薄膜の作製時に、基板の回転数が小さい場合、凹凸の表面を有する薄膜が形成されると報告があり、上記機構以外の膜内対流によることも考えられ、様々な系に関して今後実験及び理論の両側面から更に検討を行う必要があると考えている。

Organic (polymer) thin film preparation method: solvent solvent When the drying process is completed, the rapid temperature matching in the liquid film, the concentration matching in the liquid film, the condition, the effect, the instability, the possibility of the flow generation, the possibility of the formation of the organic film, the formation of the film, the spatial structure of the flow, and the influence of the film. In this study, the possibility of the formation of organic thin films by the method of surface tension measurement and linear stability was investigated. Determination of surface tension of polymer solution by titration method The temperature of the device is controlled (25℃), and the polymer solution is controlled to maintain the saturated vapor pressure. For polymer solutions, PMMA(polymethyl methacrylate) is the best solution. The measurement results show that PMMA concentration (C=0 ~ 10wt%) increases, surface tension (σ) decreases (dσ/dC<0). The linear stability theory of this relationship is applicable. The possibility of occurrence of a basic flow due to instability in the PMMA-100 system is not possible. This is the first time that we've seen this film. For example, in the case of a small number of returns on the substrate, the formation of a thin film on the surface of the substrate is reported, and the flow in the film other than the above-mentioned mechanism is discussed.