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高密度ポリマーナノシリンダーアレイによる金属ナノ構造機能化

高密度聚合物纳米圆柱阵列对金属纳米结构的功能化

基本信息

批准号：
20047005
负责人：
伊藤香織
金额：
$ 2.82万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、ブロックコポリマーのミクロ相分離によるナノメートルスケールの高規則性ナノ構造を鋳型(テンプレート)とする金属ナノ構造の作製プロセスを開発することを目的とする。ナノ規則構造の高密度化によって飛躍的な高機能化が期待される冷陰極アレイ、情報記録メディア、ナノ電極あるいは光触媒の基本部材開発をめざし、この高分子ナノ構造をテンプレートとする金属または金属酸化物のナノ構造転写・複合化プロセスを開発した。(1)酸化ルテニウムナノロッドの作製:ミクロ相分離構造薄膜を四酸化ルテニウムの水溶液の蒸気に晒すと、数分以内にPEOシリンダーに選択ドーピングされる。さらに、この膜を60kV電子線照射することにより、高さ数十ナノメートルのRuOxナノロッドアレイが基板全面に作製でき大面積かつ超高密度の冷陰極部材として、真空"ナノ"エレクトロニクスへの展開が期待される。(2)鉛ナノロッドアレイの作製:ミクロ相分離構造薄膜に四フッ化ホウ素鉛のアルコール溶液を滴下し、洗浄後、電子線照射によって、基板全面に規則的に配列した鉛ロッドアレイが作製できた。(3)酸化チタンナノワイヤの作製:ミクロ相分離構造薄膜を四塩化チタンの蒸気に晒し、加水分解、さらに焼成によって、数ナノメートルのナノ粒子が"数珠"状に連なったワイヤが絡み合った構造が基板全面に作製できた。これは、比表面積の大きな光触媒や色素増感太陽電池の高効率電極への応用が期待される。以上、両親媒性液晶ブロックコポリマーの特異なミクロ相分離構造、垂直配向ナノシリンダーアレイ構造をテンプレートとする転写複合化プロセスを開発し、材料適用範囲の広い金属および金属酸化物のナノ規則構造の作製に成功した。今後、作製プロセスの最適化と各ナノロッドの単結晶化や配向制御を検討することにより、自己組織化プロセスを利用した量産性に優れた電子材料への応用展開が期待される。

This study aims at the development of a highly regular structure for metal phase separation. The development of the basic components of the photocatalyst, the development of the polymer structure, the development of the metal structure, the development of the composite structure, and the development of the high functionality of the cold cathode, the information recording medium, and the photocatalyst. (1)The preparation method of acidizing agent: phase separation structure film, tetraacidizing agent and aqueous solution are selected from PEO agent and solvent within a few minutes. In addition, the film is irradiated with 60kV electron beam, and the substrate is fully fabricated. The cold cathode components with large area and ultra-high density are expected to be developed in vacuum. (2)The preparation method of lead oxide film: phase separation structure film, four kinds of lead oxide solution, dropping, washing, electron beam irradiation, substrate overall regular arrangement, lead oxide film preparation method. (3)Acidification, phase separation, evaporation, hydrolysis, firing, number of particles,"beads"-like connection, phase separation, substrate overall production. Therefore, it is expected that the specific surface area of photocatalyst and pigment sensitized solar cells will be increased. As mentioned above, the specific phase separation structure, vertical alignment structure and composition structure of mesoporous liquid crystal have been successfully developed, and the regular structure of mesoporous metal and metal acid has been successfully manufactured. In the future, the optimization of the production process and the development of the application of electronic materials are expected.