光電荷移動反応の解析と機能材料への応用

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光電荷移動反応における基本的問題点の解明と光電荷移動反応系の機能材料への応用を目的として、光化学反応におよぼすエキサイプレックス形成の効果、ドナ-ーアクセプタ-系における励起分子の多重度と反応過程との相関、新規交互共重合体の合成と耐プラズマエッチング性deepUVレジスト材料への応用について研究を行った。まず、1ーおよび2ービニルナフタレン(1ーVN,2ーVN)単独の光化学反応特性を明らかにし、ついで、1ーVNー第三級アミン系をとりあげ、光化学反応のおよぼすエキサイプレックス形成の効果を検討した。1ーVNーアミン系の光化学反応は、1ーVN単独の光化学反応と同じ生成物を与えるが、それらの量子収率および環化二量体のtrans/cis比が顕著に変化することを認めた。励起状態での電荷移動相互作用により、蛍光が強く消光される反応系において励起三重項状態からの反応が促進されることが結論された。2ーVNーフマル酸ジエチル(DEF)系および2ーVN比マレイン酸ジエチル(DEM)系について励起分子の多重度と反応過程との相関を検討した。その結果、2ーVNーDEF系では、励起一重項状態での反応と励起三重項状態での反応が全く異なることを認め、前者では電子移動反応、後者では励起分子の反応が起こっていることを考察した。また、2ーVNーDEF系と2ーVNーDEM系の光化学反応過程が著しく異なることを見いだし、これはDEFとDEMの電子受容性の差に基づくことを考察した。側鎖に架橋性官能基であるエポキシ基と耐ドライエッチング性に優れるカルバゾ-ル基を交互に有する新規1:1交互共重合体の合成に成功した。この1:1交互共重合体は、オニウム塩(ジフェニルヨ-ドニウムテトラフルオロボレ-ト)の添加により、ネが型deep UV レジストとして機能することが示された。KrFエキシマ-レ-ザ-光(248mm)の照射により、比較的良好な感度(70mJ/cm^2)と高いコントラスト(γ=4.2)が得られた。」