シリコン上自己組織化単分子膜のバウンダリー制御と表面電位ゆらぎ

硅上自组装单分子层的边界控制和表面电位波动

基本信息

批准号：
19026007
负责人：
齋藤永宏
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Nagoya 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：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19026007/
关键词：
自己組織化走査型プローブ顕徴鏡

项目摘要

一般に、シリコン上の自己組織化単分子膜(Self-assembled Monolayer:SAM)形成プロセスは2次元的成長が優位におこるとされ、そのため、前駆体となる分子のC3対称性が必要とされている。本研究ではシリコン上のSAMの成長過程において前駆体分子の対称性がどのように影響するかを実験的に検証した。さらに、SAMの成長メカニズムを利用して2種類の前駆体分子からなる2元系SAMを作製し、このSAMの表面電位について調査した。前駆体分子の対称性の検討では、前駆体としてC3対称性のOTS、C2対称性のODCS、C1対称性のODMSを用いた。これらの分子のトルエン溶液にシリコン基板を湿度50%下で浸漬しSAMの作製を行った。続いて、これらのSAMの表面形状を走査型プローブ顕微鏡により観察した。OTSの場合ではSAMの初期過程でドメイン構造が形成され、それが次第に融合し均-な膜となることがわかった。一方ODCSおよびODMSでは終始、ドメイン構造は見られなかった。さらに膜面内の結晶性をX線回折によって評価したところ、OTSの場合のみアルキル鎖に由来する規則構造が見られた。このOTSのドメイン形成と面内の規則構造は、C3対称性のOTS分子同士が膜内で2次元的にネットワークを形成するために現われる。C2、C1対称性の分子の場合では、分子間でそれぞれ1次元(線)あるいは0次元(点)的に重合するため、面内に広がったドメイン構造を形成できないと考えられる。このようなOTSのドメイン形成を利用することで、バウンダリー界面を有する2元系SAMの作製に成功した。ここではOTSとAHAPSの2元系SAMを作製した。このSAMの表面電位をケルビン力顕微鏡により計測したところ、OTSとAHAPSのドメインで表面電位が異なり、膜内での表面電位の分布は不均一であることがわかった。また、ドメインの境界では表面電位は不連続であった。これらの結果は、OTSのドメイン形成を利用することでSAM内に明確なバウンダリー界面を形成できることを示している。

通常，据信硅上形成自组装单层（SAM）的过程以二维生长为主，因此需要前体分子的C3对称性。在这项研究中，我们通过实验研究了前体分子的对称性如何影响SAM在硅上的生长过程。此外，使用SAM的生长机理产生了由两种类型的前体分子组成的二元SAM，研究了该SAM的表面电位。在检查前体分子的对称性时，使用了前体。将硅底物浸入这些分子的甲苯溶液中，以50％的湿度制备SAM。随后，使用扫描探针显微镜观察了这些SAM的表面形状。对于OTS，在SAM的初始过程中形成了域结构，发现它们逐渐融合成形成均匀的膜。另一方面，在整个ODC和ODM中没有观察到域结构。此外，当通过X射线衍射评估膜中的结晶度时，仅在OTS的情况下发现了从烷基链中得出的有序结构。这种OTS结构域的形成和平面级结构显示为C3对称OT分子在膜内形成二维网络。在C2和C1对称分子的情况下，它们以分子之间的一个维度（线）或零维（点）或零尺寸（点）聚合，因此人们认为不能形成域结构扩散在平面内。通过利用OTS域的形成，我们成功地制造了具有边界接口的二进制SAM。在这里，产生了一个二进制的ots和也许是生产的。使用开尔文力显微镜测量了该SAM的表面电势，并发现OT和也许域之间的表面电势不同，并且膜内表面电位的分布不均匀。此外，在域的边界处的表面电势是不连续的。这些结果表明，使用OTS域形成可以在SAM内创建一个不同的边界接口。

项目成果

期刊论文数量（28）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Effect of Reaction Temperature on Growth of Organosilane Self-Assembled Monolayer

反应温度对有机硅烷自组装单分子层生长的影响

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
J. Jpn. Appl. Phys. (印刷中)
影响因子：
0
作者：
Sakon;I. ; Onaka;T. ; Wada;T. ; Ohyama;Y. ; Matsuhara;H. ; Kaneda;H. ; Ita;Y. ; Ohyabu;S. ; Kataza;H. ; Fujishiro;N. ; Ihara;C. ; Ishigaki;M. ; Ishihara;D. ; Kim;W. ; Okada;Y. ; Takagi;T. ; Tanabe;T. ; Uemizu;K. ; Ueno,M. ; Usui;F. ; Wa;S. H. Lee
通讯作者：
S. H. Lee

Fibrinogen Immobilization Kinetics on Sodium Polystyrene Sulfonate Brushby Time-Resolved UV Absorption Spectroscopy

时间分辨紫外吸收光谱法在聚苯乙烯磺酸钠刷上的纤维蛋白原固定动力学