微細加工エカンチレバ-を用いた近接光学プローブによる機能性有機薄膜の評価

使用微制造悬臂梁的近距离光学探针评估功能性有机薄膜

• 批准号: 09241215
• 负责人: 山田 啓文
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09241215/
• 关键词: 有機強誘電体; PVDF; ナノスケール分極領域; 走査プローブ顕微鏡; 原子間力顕微鏡; SPM; AFM

分子配向制御された有機強誘電体分子(P(VDF/TrFE)薄膜を原子的平坦さで堆積する技術を確立することを目的として、スピンコート法によるグラファイト基板上でのP(VDF/TrFE)薄膜形成過程を原子間力顕微鏡(AFM)で観察し、最適成膜条件を調べた。スピンコート法で作製した薄膜は、その熱処理温度・時間に依存して全体的な表面形状が大きく変化する。熱処理初期過程では基板上に分子鎖が凝集して成長核が形成され、その後3次元成長が始まる。さらに熱処理を続けると、高さ10〜20nm、長さ100〜500nmの棒状のアイランドになる。基板が単層の棒状構造で覆われる場合、基板面内の特定方位に揃う棒状構造がしばしば見られた。これらの方位はグラファイト基板面の結晶方位に一致していることから、棒状結晶がエピタキシャル的に成長していると考えられる。2層目の棒状構造においては、配列は無秩序になる。棒状結晶中の分子鎖が、どのような配向するかは、これまでの文献では報告されていないが、本実験による超高真空AFMによる表面形状像には、棒状結晶内部に約20nm幅の細かな縞状構造が存在することが確認され、高分子結晶に特有の高分子鎖の折り返し構造であることが示唆された。熱処理した薄膜試料のX線回折プロファイルは、(200),(110)の結合ピークを示し、β型の結晶であることが確認された。PowderのX線回析プロファイルと比べて、薄膜の(200),(110)のピークは0.5°ほどシフトしており、面間隔が小さくなっていると考えられる。さらに、AFM探針にパルス電圧(-8V10秒あるいは+8V10秒)を加えて局所的な分極反転領域を形成し、その圧電振動応答を観察した。得られた分極領域の半径は100nm程度であり、測定された局所領域の圧電定数は10pm/Vであった。

Molecular alignment control of organic ferroelectric molecules (P(VDF/TrFE) thin film atomic flat deposition technology to establish the purpose of this study, a new method for the formation of P(VDF/TrFE) thin film on the substrate by atomic force microscopy (AFM) observation, the optimal film formation conditions were adjusted. The heat treatment temperature and time dependence of the thin film manufacturing method make the overall surface shape change greatly. In the initial stage of heat treatment, molecular locks on the substrate are aggregated, growth nuclei are formed, and three-dimensional growth begins. The heat treatment is carried out at a temperature of 10 ~ 20nm and a length of 100 ~ 500nm. When the rod-like structure of a single layer of the substrate is overlapped, the rod-like structure of a specific orientation in the substrate surface is overlapped. The crystal orientation of the substrate is consistent with that of the rod-like crystal. 2 layers of rod structure, arrangement and disorder. The molecular orientation of rod-like crystals is reported in the literature. In this paper, the surface shape image of rod-like crystals with a width of about 20nm is confirmed. The structure of polymer locks unique to polymer crystals is shown. The X-ray reflection of the thin film sample after heat treatment was confirmed by the combination of (200),(110) and β-type crystals. X-ray analysis of Powder: (200),(110), 0.5 ° C, 0.5° C, 0.5° C, 0.5 In addition, AFM probe voltage (-8V10 sec. or +8V10 sec.) is added to the polarization field, and voltage vibration is detected. The radius of the polarization field is about 100nm, and the voltage setting of the polarization field is about 10pm/V

项目成果

S.P.Jarvis, H.Yamada et al.: "Tip Surface Interactions Studied using a force Controlled atomic force microscope in ultrahigh vacuum" Applied Physics Letters. Vol.70,No.17. 2238-2240 (1997)

S.P.Jarvis、H.Yamada 等人：“在超高真空中使用力控原子力显微镜研究尖端表面相互作用”《应用物理快报》。

T.Fujii, H.Yamada et al.: "Error budget of step height and pitch Measurement using a scanning tunneling microscope with a three-dimensional interferometer" J.Vac.Sci.Technol.B. Vol.15,No.4. 1494-1497 (1997)

T.Fujii、H.Yamada 等人：“使用扫描隧道显微镜和三维干涉仪测量台阶高度和节距的误差预算”J.Vac.Sci.Technol.B。

Kei Kobayashi, Hirofumi Yamada etal.: "Structural Study on Self-Assembled Monolayers of Alkanedithiol Molecules" Molecular Crustals and Liquid Crystals. (in press).

Kei Kobayashi、Hirofumi Yamada 等：“链烷二硫醇分子自组装单分子层的结构研究”分子壳和液晶。

S.Yamamoto and H.Yamada: ""Interpretation of Direct and Indirect Force Modulation Methods Using Polymer Films"" Langmuir. Vol.13. 4861-4864 (1997)

S.Yamamoto 和 H.Yamada：“使用聚合物薄膜解释直接和间接力调制方法”Langmuir。

K.Ishida, K.Matsushige et al.: "Structural and Opyical Characterization of Epitaxially-grown Polysilane Thin Films" Synthetic Metals. vol.91. 251-253 (1997)

K.Ishida、K.Matsushige 等人：“外延生长的聚硅烷薄膜的结构和光学表征”合成金属。