複合LB膜の制御された熱分解によるカーボン傾斜薄膜の構造と機能

复合LB膜受控热解制备碳梯度薄膜的结构与功能

• 批准号: 09243202
• 负责人: 加藤 貞二
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Utsunomiya 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-09243202/
• 关键词: カーボンアロイ; カーボン傾斜薄膜; 炭素化; ポリイミド; ポリアミック酸; 複合LB膜; X線光電子分光; 原子間力顕微鏡

Langmuir-Blodgett(LB)法を利用すれば,所定の厚さの有機超薄膜を基板上に累積できる。また構造や元素組成(へテロ元素や各種金属の導入)の異なる膜物質を使用し、それらを交互にあるいは徐々に変化させて累積することで複合LB膜が作成できる。このような有機超薄膜の熱分解過程を適切に制御すれば、傾斜機能材料のような機能性超薄炭素膜の創製が可能と考えられる。今年度は、そのように作成された有機超薄膜を炭素化する手法を確立するため、ポリイミド前駆体の有機薄膜をキャスト法およびLB法により作成し、その熱分解過程を追跡した。ポリイミド前駆体であるポリアミック酸のジメチルホルムアミド溶液からの薄膜をキャスト法(ブレ-ド法)で調製し、その熱分解により200nm程度の炭素膜が作成可能であることが見出された。またその膜は非常に平滑であり、かつ予期に反して収縮による欠陥構造も認められず、本法の有効性が確認された。ポリアミック酸溶液にオクタデシルジメチルアミンを添加することで疎水基を付与した両親媒性物質を水面上に展開し、その単分子膜物性を検討した。比較的低温とすることで一定圧制御時および累積時のクリープ挙動を抑制できること、および垂直浸積法により多層LB膜が作成できることが分かった。かつその85層累積膜の炭素化により、nmオーダーの超薄炭素膜を作成出来ることを見出した。しかし、この膜についても熱分解時の微量酸素により部分的に焼失した後のものであることが推定される。今後は複合LB膜を使用し、加熱処理法も含めて検討していく予定である。

Langmuir-Blodgett(LB) method is used to accumulate organic ultrathin films of a given thickness on a substrate. The composition of structural elements (elements and introduction of various metals) and the use of different film substances, such as interaction, transformation and accumulation, make composite LB films. The thermal decomposition process of organic ultra-thin films can be controlled properly, and the creation of functional ultra-thin carbon films can be studied. This year, the preparation method of organic thin films was established. It is possible to prepare carbon films of about 200nm in the thermal decomposition process of the precursor and the solution. The film is very smooth, and the film is expected to shrink. The structure is not recognized, and the effectiveness of the method is confirmed. A study of the physical properties of a polymer film prepared by adding a hydrophilic substance to a polymer solution Compared with the low temperature, the constant pressure control time and the accumulation time, the multilayer LB film is produced by the vertical immersion method. The 85-layer accumulation film of carbon was produced. When the film is thermally decomposed, the trace acid is partially burned. In the future, the use of composite LB films, heat treatment methods include:

项目成果

N.Suzuki et al.: "Model for Analysis of XPS Electron Take-off Angle Experiments in Layer-Structured Samples : Determination of Attenuation Lengths in a Well-Characterized Langmuir-Blodgett Film" Surface and Interface Analysis. 25. 650-659 (1997)

N.Suzuki 等人：“层结构样品中 XPS 电子起飞角实验的分析模型：确定良好表征的 Langmuir-Blodgett 薄膜中的衰减长度”表面和界面分析。