ハイブリッドナノ材料を基本とする新規光センサーおよび発光トランジスタ

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新規光センサーや発光トランジスタ製作の基本技術では、有機半導体薄膜の成膜やその膜質状態の理解は重要な基礎的な知見である。特に、基板上への種々のハイブリッドナノ材料の成膜においては、基板とハイブリッド材料との摩擦および歪みなどの影響が非常に重要となる。本研究では，有機薄膜の成膜における表面状態を東北大学材料科学高等研究機構の界面解析グループと共同して研究を遂行した。界面解析グループが独自に有する固-液界面のナノ計測技術は表面力・共振ずり測定法を基盤にした高性能な表面状態の観測手法である。また、高エネルギー加速器研究機構の施設において使用される中性子反射率測定も同時に適用可能である。実際の実験では、ヘキサデカン中の石英表面へのトリブロック共重合高分子の吸着構造と特性を、室温および30℃で評価した。室温では、トリブロック高分子ヘキサデカン溶液中の石英表面間の表面力、および共振ずりを測定する事により、高分子は石英表面に吸着し、時間経過とともに吸着膜厚が増大し、摩擦力が低下する事がわかった。一方30℃では、高分子のヘキサデカン中での溶解度が上がり、高分子はより拡がった構造をとる事により低密度で吸着するために、室温と比べて著しい摩擦力の増大が観測された。このような状況変化は。高分子鎖同士の絡み合いを考える事により理解される。トリブロック高分子重水素化ヘキサデカン溶液-石英基板界面の中性子反射率測定では、高分子の吸着を示す反射率の変化を観測することが出来た。本研究により得られた、成膜有機薄膜の状態理解は、有機半導体薄膜の新規光センサーや発光トランジスタ製作のための基礎的な知見であり、今後本知見を活用した薄膜形成および物性の改善が期待される。