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

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)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。